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《釩酸鉍納米片的復合改性及其可見光催化活性提高機制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、分類號UDC密級公開碩士研究生學位論文釩酸鉍納米片的復合改性及其可見光催化活性提高機制申請人:胡康學號:2151175培養(yǎng)單位:化學化工與材料學院學科專業(yè):物理化學研究方向:光電化學與光催化指導教師:井立強教授完成日期:2015年3月15日中文摘要近些年來，隨著化石燃料的消耗，導致全球范圍內能源危機的同時也造成了溫室氣體排量增加（主要是CO2）及伴隨的環(huán)境污染，這成為當今人類社會亟待解決的重要問題，而半導體光催化技術是解決這些問題的有效策略。可見光在太陽光譜中的占比約為44%，因此，開發(fā)高活性的可見光半導體光催化劑成為趨勢。釩酸鉍作為一種廉價易得、穩(wěn)定、無二次污染的新型窄帶隙半導體得到化學
2、工作者的廣泛關注。但在實際應用中，由于其較小的比表面積、光生載流子壽命短和光生電子空穴復合幾率較高等問題，導致BiVO4較低的光催化性能?；诖?，本論文開展了關于BiVO4二維結構形貌調控并與寬帶隙半導體構建異質結以及引入硅氧基團橋聯(lián)的工作，提高BiVO4的可見光催化活性。首先，利用BiOCl薄片為鉍源通過水熱轉化得到較大比表面積的二維BiVO4納米片并與SnO2構建復合體。結果表明，BiVO4納米片的光生電荷分離及光催化活性較BiVO4納米顆粒有大幅提高，可歸因于構筑的特殊二維結構及比表面積的提高?；诜€(wěn)態(tài)表面光電壓譜、瞬態(tài)表面光電壓譜和羥基自由基等測試結果，得出適量SnO2的耦合后光催
3、化活性提高歸因于BiVO4的光生電荷分離變好和載流子壽命延長。結合氣氛光伏結果，這是由BiVO4向SnO2的可見光生高能級電子轉移保持了光生電子的高還原性并有效實現(xiàn)了電荷的空間分離導致。其次，通過濕化學法構筑硅氧基團橋聯(lián)SnO2/BiVO4復合體系。通過穩(wěn)態(tài)光伏、羥基自由基、瞬態(tài)光伏及光電化學測試等表明“硅橋”的引入使復合體的光生電荷的壽命和分離提高，導致優(yōu)異的光催化活性?；跉夥展夥?、電化學阻抗譜、單波長光電流作用譜等測試結果，復合體光生電荷性質的改善來源于硅氧基團“分子橋”的構建提高了可見光光生高能級電子在BiVO4與SnO2間的傳輸和轉移效率。本論文的開展，為在能源生產和環(huán)境修復領域
4、設計合成高活性二維鉍基可見光納米光催化劑提供可借鑒思路。-I-關鍵詞：釩酸鉍納米片；復合改性；硅氧基團橋聯(lián)；光生電荷分離；可見光催化-II-AbstractWiththeconsumptionoffossilfuel,asaresult,theglobalenergycrisishasalsocausedtheincreaseofgreenhousegasemissions(mainlyCO2)andtheaccompanyingenvironmentalpollution,whichhasbecomeanimportantproblemtobesolvedurgentlyinhumans
5、ociety,fortunately,thesemiconductorphotocatalytictechnologyisaneffectivestrategytosolvetheseproblems.Solarenergy,oneofcleanandenvironmentallyfriendlyenergymode,isdrawingmoreandmoreattentiontomeettheincreasingdemandsinthiscentury.Visiblelightoccupiesabout44%inthesolarspectrum,hence,itisverymeaningf
6、ultodevelopvisible-light-responsedphotocatalyst.Bismuthvanadate(BiVO4)iscurrentlyconsideredoneofthemostpromisingphotocatalyticmaterialsduetoaseriesofdesirableproperties,includingadequateabsorptionfromthevisiblelightregioninsolarspectrum(bandgapbetween2.2and2.4eV),excellentstabilityinanaqueousenvir
7、onment,etc.However,itusuallyexhibitsweakphotocatalyticperformance,mainlyowingtosmallspecificsurfacearea,thelowcarriermobilityandveryshortexcited-statelifetime.Thus,wecarryoutthiswork,inwhichthevisible-lightactivi
