两种新型TiO 2 (B)-基半导体材料的制备与光催化、吸附性能研究
发布时间：2024-01-26 20:53
能源短缺与环境污染是影响世界稳定与可持续发展的重要因素,半导体光催化是一种以可再生能源太阳光驱动关键光化学反应的重要技术,这些关键光化学反应包括光解水制氢,光降解有机污染物和二氧化碳还原等,是未来清洁能源生产,环境污染治理的理想途径之一。传统光催化剂TiO2与ZnO因较大的带隙能和较低的光生电子-空穴对分离效率,其实际应用受到限制。因此,对传统半导体材料进行微观结构调控以拓宽其光响应范围是实现太阳光有效利用的途径之一,此外,开发新型半导体材料突破传统光催化剂束缚逐渐成为光催化领域一种优先考虑的方案。本论文采用简易水热法首次制备获得两种新型Ti02-基半导体材料Na0.9Mg0.45Ti3.5508和Na2Fe2Ti6016,并致力于探索开发该两种体系在光催化领域的应用。具体研究结果如下:1.新型半导体材料Na00.9Mg0.45Ti3.5508:制备、表征及光催化性能和机理研究采用水热方法首次制备获得了高纯的新型半导体材料Na0.9Mg0.45Ti3.55O8,XRD,SEM以及TEM表征分析揭示该材料是主要暴露{0 0 1}晶面且结晶良好的长六边形纳米片,随后,紫外可见漫反射光谱深入...
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 半导体光催化研究概述
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 半导体光催化基本原理
1.1.3 光催化技术存在的两个关键
1.1.4 半导体光催化材料的应用
1.2 半导体光催化新材料研究现状
1.3 论文的选题意义及研究内容
第2章 新型半导体材料Na0.9Mg0.45Ti3.55O8:制备、表征及光催化性能和机理研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂及仪器
2.2.2 新型半导体材料Na0.9Mg0.45Ti3.55O8的制备
2.2.3 材料的表征
2.2.4 光催化活性测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 结构与形貌
2.3.2 XPS分析与热分析
2.3.3 光学特征与半导体性质
2.3.4 光催化活性分析
2.3.5 N2吸附-脱附等温线分析
2.3.6 光催化机理分析
2.4 本章小结
第3章 异质结TiO2/Na0.9Mg0.45Ti3.55O8制备、表征及光催化性能与机理研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 实验试剂及仪器
3.2.2 异质结半导体材料的TiO2/Na0.9Mg0.45Ti3.55O8制备
3.2.3 材料的表征
3.2.4 异质结光催化活性及稳定性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 结构与形貌
3.3.2 原子力显微镜形貌图分析
3.3.3 光催化活性分析
3.3.4 N2吸附-脱附等温线分析
3.3.5 光催化稳定性分析
3.3.6 原子力显微镜测试的光电化学性质分析
3.3.7 光吸收与半导体性质分析
3.3.8 光催化机理分析
3.4 小结
第4章 新型半导体材料Na2Fe2Ti6O16:制备、表征及移除有机污染物应用和机理研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及仪器
4.2.2 新型半导体材料Na2Fe2Ti6O16的制备
4.2.3 材料的表征
4.2.4 吸附性能测试与可再生回收
4.2.5 理论计算
4.3 结果与讨论
4.3.1 结构与形貌
4.3.2 生长机理分析
4.3.3 XPS分析与热分析
4.3.4 光吸收特征与半导体性质
4.3.5 磁学性质分析
4.3.6 第一性原理研究
4.3.7 吸附性能分析
4.3.8 吸附动力学和吸附等温曲线分析
4.3.9 吸附机理分析
4.4 小结
第5章 异质结Na2Fe2Ti6O16 /g-C3N4制备、表征及光催化性能与机理研究
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 实验试剂及仪器
5.2.2 异质结材料Na2Fe2Ti6O16/g-C3N4的制备
5.2.3 异质结材料Na2Fe2Ti6O16/g-C3N4的表征
5.2.4 光催化活性在线测试及稳定性测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 异质结Na2Fe2Ti6O16/g-C3N4结构与形貌
5.3.2 红外光谱与XPS分析
5.3.3 光催化活性分析
5.3.4 N2吸附-脱附等温线分析
5.3.5 光吸收与半导体性质分析
5.3.6 光催化机理分析
5.4 小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间科研成果
本文编号：3885671
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 半导体光催化研究概述
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 半导体光催化基本原理
1.1.3 光催化技术存在的两个关键
1.1.4 半导体光催化材料的应用
1.2 半导体光催化新材料研究现状
1.3 论文的选题意义及研究内容
第2章 新型半导体材料Na0.9Mg0.45Ti3.55O8:制备、表征及光催化性能和机理研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂及仪器
2.2.2 新型半导体材料Na0.9Mg0.45Ti3.55O8的制备
2.2.3 材料的表征
2.2.4 光催化活性测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 结构与形貌
2.3.2 XPS分析与热分析
2.3.3 光学特征与半导体性质
2.3.4 光催化活性分析
2.3.5 N2吸附-脱附等温线分析
2.3.6 光催化机理分析
2.4 本章小结
第3章 异质结TiO2/Na0.9Mg0.45Ti3.55O8制备、表征及光催化性能与机理研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 实验试剂及仪器
3.2.2 异质结半导体材料的TiO2/Na0.9Mg0.45Ti3.55O8制备
3.2.3 材料的表征
3.2.4 异质结光催化活性及稳定性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 结构与形貌
3.3.2 原子力显微镜形貌图分析
3.3.3 光催化活性分析
3.3.4 N2吸附-脱附等温线分析
3.3.5 光催化稳定性分析
3.3.6 原子力显微镜测试的光电化学性质分析
3.3.7 光吸收与半导体性质分析
3.3.8 光催化机理分析
3.4 小结
第4章 新型半导体材料Na2Fe2Ti6O16:制备、表征及移除有机污染物应用和机理研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及仪器
4.2.2 新型半导体材料Na2Fe2Ti6O16的制备
4.2.3 材料的表征
4.2.4 吸附性能测试与可再生回收
4.2.5 理论计算
4.3 结果与讨论
4.3.1 结构与形貌
4.3.2 生长机理分析
4.3.3 XPS分析与热分析
4.3.4 光吸收特征与半导体性质
4.3.5 磁学性质分析
4.3.6 第一性原理研究
4.3.7 吸附性能分析
4.3.8 吸附动力学和吸附等温曲线分析
4.3.9 吸附机理分析
4.4 小结
第5章 异质结Na2Fe2Ti6O16 /g-C3N4制备、表征及光催化性能与机理研究
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 实验试剂及仪器
5.2.2 异质结材料Na2Fe2Ti6O16/g-C3N4的制备
5.2.3 异质结材料Na2Fe2Ti6O16/g-C3N4的表征
5.2.4 光催化活性在线测试及稳定性测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 异质结Na2Fe2Ti6O16/g-C3N4结构与形貌
5.3.2 红外光谱与XPS分析
5.3.3 光催化活性分析
5.3.4 N2吸附-脱附等温线分析
5.3.5 光吸收与半导体性质分析
5.3.6 光催化机理分析
5.4 小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间科研成果
本文编号：3885671
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