无机钙钛矿量子点的合成及对NO气体光催化降解的研究

发布时间：2024-07-02 18:30

　　工业经济飞速发展,环境污染的形势却日益危急。在众多空气污染物中,一氧化氮(NO)引起的酸雨、光化学烟雾、PM 2.5等物质严重威胁到人类的健康和生存,因此寻找一种快速、有效、无毒的方法来净化NO迫在眉睫。目前,已有若干方法应用于净化NO,其中光催化技术因高效、环保而被认为是最具潜力、可解决环境问题的技术之一。近五年,无机钙钛矿因其优异的光电性能且具有比有机钙钛矿更好的稳定性而持续获得各国学者的关注,并在半导体器件上掀起了研究热潮。这两年,无机钙钛矿开始以光催化剂的形式出现,然而,无机钙钛矿量子点的NO光催化性能和机理并未得到广泛研究,且将NO的光催化效率进一步提升也有待解决。本论文将无机钙钛矿量子点用作光催化剂,研究了其在可见光下对NO的催化效果。研究思路和主要结论如下:(1)使用热注入法制备了Cs Pb Br₃量子点(QDs),考虑量子点的油酸配体易使其团聚,导致材料的光生载流子易在量子点间发生辐射复合,因此,引入具有独特二维结构的氧化石墨烯(GO)以改善QDs的载流子传输性能。为研究GO对量子点晶体结构和光学性质的变化,改变GO的浓度(10 wt%、20 wt...

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【学位级别】：硕士

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摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 NO气体光催化降解研究现状
        1.1.1 光催化能带结构
        1.1.2 光催化基本原理
        1.1.3 增强光催化剂性能的途径
        1.1.4 光催化技术应用现状
    1.2 无机钙钛矿量子点简介
        1.2.1 无机钙钛矿晶体结构与性质
        1.2.2 无机钙钛矿量子点的合成方法
    1.3 无机钙钛矿量子点的研究现状及应用
        1.3.1 基于CsPbBr₃纳米材料的半导体器件
        1.3.2 基于Cs₂AgBiBr₆纳米材料的半导体器件
    1.4 无机钙钛矿量子点的光催化研究现状及存在问题
    1.5 本论文的选题意义与研究内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
2 无机钙钛矿量子点的合成及其表征分析
    2.1 引言
    2.2 材料的制备
        2.2.1 实验原料与试剂介绍
        2.2.2 实验仪器与装置
        2.2.3 CsPbBr₃量子点的制备
        2.2.4 QDs-GO复合材料的合成
        2.2.5 Cs₂AgBiBr₆纳米颗粒的制备
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
        2.3.2 透射电子显微镜TEM分析
        2.3.3 EDS& Mapping分析
        2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
        2.3.5 紫外可见吸收光谱UV-vis Abs分析
        2.3.6 荧光发射光谱(PL)分析
        2.3.7 荧光寿命(Life-times)分析
    2.4 光催化性能分析
        2.4.1 测试原料与试剂
        2.4.2 测试装置及其原理
        2.4.3 测试步骤与数据处理
    2.5 本章小结
3 QDs-GO复合材料降解NO气体的研究
    3.1 引言
    3.2 QDs-GO复合材料的晶相及结构分析
        3.2.1 X射线衍射(XRD)分析
        3.2.2 透射电子显微镜TEM分析
        3.2.3 EDS& Mapping分析
        3.2.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
        3.2.5 紫外可见吸收光谱UV-vis Abs分析
        3.2.6 荧光发射光谱(PL)分析
        3.2.7 荧光寿命(Life-times)分析
    3.3 光催化性能分析
    3.4 QDs-GO复合材料降解机理讨论
    3.5 本章小结
4 Cs₂AgBiBr₆双钙钛矿量子点降解NO气体的研究
    4.1 引言
    4.2 Cs₂AgBiBr₆量子点的晶相及结构分析
        4.2.1 X射线衍射(XRD)分析
        4.2.2 透射电子显微镜TEM分析
        4.2.3 EDS& Mapping分析
        4.2.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
        4.2.5 紫外可见吸收光谱UV-vis Abs分析
        4.2.6 荧光发射光谱(PL)分析
    4.3 光催化性能分析
    4.4 双钙钛矿Cs₂AgBiBr₆量子点的降解机理讨论
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间取得的科研成果
    B.参加的学术会议
    C.作者在攻读学位期间获得的奖项
    D.学位论文数据集
致谢



本文编号：3999833