中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 田国辉黑龙江大学 2008年博士导师: 付宏刚共116页

摘要 : 近年来，半导体催化剂因其在空气净化、有害污染物治理和水清洁等环境方面的广泛应用而备受关注。在众多的半导体氧化物光催化剂中，TiO2因其氧化能力强、廉价、物理化学性质稳定而成为被广泛应用的光催化剂之一。然而，TiO2在实际应用中仍然存在着量... 展开近年来，半导体催化剂因其在空气净化、有害污染物治理和水清洁等环境方面的广泛应用而备受关注。在众多的半导体氧化物光催化剂中，TiO2因其氧化能力强、廉价、物理化学性质稳定而成为被广泛应用的光催化剂之一。然而，TiO2在实际应用中仍然存在着量子效率和可见光利用率低等问题，极大的限制了TiO2的发展。本论文针对TiO2光催化领域存在的这些问题，通过改善合成方法和优化实验条件制备出不同系列的光催化剂，研究了晶相结构、比表面积等性质对光催化活性的影响本质，为进一步发展高活性纳米TiO2光催化剂的制备方法积累经验。本论文的主要内容如下：发展了以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和氨水协同作用制备高活性纳米TiO2光催化剂的方法。用该方法制备的TiO2具有小晶粒、大比表面积、晶化程度高的优点，从而大大提高了光催化剂的催化活性。这种方法是在钛酸四丁酯水解得到的纳米晶和CTAB共存的条件下，经过水热和氨水回流处理，焙烧后制得小晶粒尺寸、大比表面积、晶化程度好的高活性纳米TiO2光催化剂。在制备的过程中，CTAB抑制纳米粒子聚集并组装TiO2纳米晶，氨水除与TiO2纳米粒子有较强的相互作用外，在回流处理过程中还增强了CTAB与TiO2纳米粒子的相互作用,这种CTAB与氨水问的协同作用极大地阻碍了TiO2纳米粒子间的进一步接触，提高了TiO2的热稳定性，抑制了在焙烧过程中晶粒的增长、聚集、比表面积降低和相转变的发生，使TiO2在保持较小晶粒和较大比表面积的同时，仍然具有较适宜的晶化度，通过这种方法制备的TiO2显示出了比Degussa P25更高的光催化活性。发展了CTAB和乙二胺协同作用制备高活性纳米TiO2光催化剂的方法。采用这种方法同样制备了小晶粒、大比表面积、晶化程度高的纳米TiO2，这种方法中用乙二胺代替氨水主要是为了克服氨水易分解、成本高以及所带来的操作繁琐等缺点，并对CTAB和乙二胺协同作用制备高活性纳米TiO2的合成机理进行了分析。所制备的纳米TiO2的光催化活性显著高于Degussa P25，这为进一步制备高活性的纳米TiO2提供了新的合成思路。发展了改变溶剂极性制备晶相组成可控的介孔TiO2的合成方法。该方法通过改变溶剂的极性(水和乙醇的比例)制备了纯锐钛矿以及锐钛矿和板钛矿比例可调的一系列介孔TiO2。结果表明溶剂极性的不同会引起TiO2中锐钛矿和板钛矿的相对含量、晶粒尺寸和比表面积的变化，研究了晶相结构、组成、比表面积等性质对光催化活件的影响。发展了以高热稳定性、小晶粒、大比表面积TiO2作为原材料制备氮掺杂TiO2可见光催化剂的方法。这种方法是将按照本论文第5章的实验方法制备的锐钛矿TiO2在空气中800℃焙烧后直接降至某一温度，通入NH3／N2的混合气，并在此温度下保持一定时间制备了氮掺杂TiO2。结果表明，该方法可以有效地掺氮而同时保持原有的锐钛矿结构以及小晶粒、大比表面积的优点。氮掺杂后的TiO2明显拓展了可见光响应范围，制备的适当氮掺杂量的TiO2在保持较高的紫外光催化活性的基础上显著提高了可见光催化活性，显现出比同样条件下进行氮掺杂的Degussa P25高很多的光催化活性。发展了ZrO2改性的硫掺杂介孔TiO2可见光催化剂的制备方法。该方法是在蒸发诱导自组装的基础上，通过加入硫脲和氧氯化锆制得具有可见光响应的硫掺杂介孔TiO2，而ZrO2的引入则显著的抑制了晶粒的生长和聚集，阻碍了锐钛矿向金红石的转变，同时也抑制了硫元素在焙烧时的过度损失。因此，所制备的ZrO2改性的硫掺杂TiO2相对于未改性的硫掺杂TiO2具有更小的粒径、更大的比表面积和孔体积，并显示出比未改性的硫掺杂TiO2更高的可见光响应和催化活性。收起

关键词 : 纳米光催化性能合成

2. BiVO4基复合材料的制备及其光催化性能研究

[学位论文] 毕雅欣陕西科技大学 2021年硕士导师: 杨艳玲共94页

摘要 : 随着工业社会的发展，现代工业生产必然需要消耗大量的能源，能源短缺问题越来越突出，需要广泛寻找清洁可替代能源。BiVO4被认为是一种很有前途的光催化材料，通过对BiVO4改性处理，可有效抑制其光生载流子极易复合的问题，从而显著增强其光催化活性... 展开随着工业社会的发展，现代工业生产必然需要消耗大量的能源，能源短缺问题越来越突出，需要广泛寻找清洁可替代能源。BiVO4被认为是一种很有前途的光催化材料，通过对BiVO4改性处理，可有效抑制其光生载流子极易复合的问题，从而显著增强其光催化活性。本论文以提高BiVO4材料的电荷分离效率、光响应范围和解决产业化应用粉末光催化剂回收困难的问题为研究目标，通过与氧化石墨烯复合、负载金属以及复合柔性易回收光催化材料等多种改性及复合方法，大幅度提高BiVO4材料在红外区域的光响应程度和优异的光催化性能。论文的主要研究内容及结论如下: (1)采用一锅溶剂热法自组装制备出二维/三维Bi2O3/BiVO4@GO复合材料。利用紫外可见漫反射光谱、电化学工作站和光催化产氧实验等研究纯BiVO4和Bi2O3/BiVO4@GO复合材料的光学性能、电化学性能以及光催化产氧性能。Bi2O3/BiVO4@GO具有1828μmolh-1g-1的产氧速率，其产氧能力相较于纯BiVO4（626μmolh-1g-1）提高至三倍。Bi2O3/BiVO4@GO复合材料中存在的Ⅱ型异质结构，能够加快电荷分离和转移速率。通过二维层状GO和三维Bi2O3/BiVO4的异质结耦合，缩短电荷传输距离，加快界面电荷转移速率;另外，GO具有导电性和高的比表面积，可为体系提供大量的反应活性位点，有效加速电荷传输。 (2)上述Bi2O3/BiVO4@GO复合材料光催化性能显著提升，但仍存在BiVO4材料在近红外波段无光响应的问题。针对这一问题，采用两步煅烧法原位制备出非贵金属Bi修饰的桑葚状BiVO4(Bi/BiVO4)复合材料。研究结果表明在BiVO4表面原位合成的Bi纳米颗粒可以引起材料吸收带边发生红移，光响应范围扩展到全光谱范围，材料具有更高的电荷传输速率和更优的电化学性能。模拟太阳光照射120min后纯BiVO4的RhB降解效率为13.6％，而Bi/BiVO4的RhB降解效率可达80.9％。此外，Bi/BiVO4复合光催化材料对苯酚染料的降解效率相较于纯BiVO4(17.1％)提高了56.2％。研究结果表明，Bi纳米粒子的等离子体共振效应(SPR)效应和Bi与BiVO4的协同作用能够有效扩大材料的光响应范围，抑制光生电子空穴对的复合，并显著提高桑葚状Bi/BiVO4的光催化效率。 (3)基于上述Bi/BiVO4复合材料呈粉末状，在水处理过程中高度分散在水中造成回收困难和二次污染的问题，极大程度上限制了其在光催化水处理方面的产业化应用。因此，针对这一问题，利用超声浸渍法制备出碳布负载Bi/BiVO4柔性易回收光催化宏观材料(CC-BB)。研究结果表明碳布负载Bi/BiVO4柔性光催化材料具有较低的光生电子和空穴复合率，由于碳布具有优异的导电性，能够加速载流子传输，有利于提高载流子的分离效率。此外，利用Bi和BiVO4以及碳布之间的协同作用，促进电子和空穴分离，增强光吸收范围，CC-BB具有催化活性高、降解速率快的优势，解决了粉末状光催化剂回收困难的问题。收起

关键词 : 钒酸铋光催化性能 SPR效应

3. 无铅铋基卤化钙钛矿异质结材料在环境光催化中的应用研究

[学位论文] 孙启孟苏州大学 2022年硕士导师: 路建美共125页

摘要 : 21世纪以来，我国工业的高速发展促进了社会经济的繁荣昌盛。然而，化工工业的蓬勃进步也带来了相应的环境问题，大量的化工废料和废气排入环境，对生态系统造成了严重的污染和破坏。与此同时，工业的发展不可避免的会伴随大量化石能源(石油，煤炭等)... 展开 21世纪以来，我国工业的高速发展促进了社会经济的繁荣昌盛。然而，化工工业的蓬勃进步也带来了相应的环境问题，大量的化工废料和废气排入环境，对生态系统造成了严重的污染和破坏。与此同时，工业的发展不可避免的会伴随大量化石能源(石油，煤炭等)的消耗，这进一步加剧了我国所面临的资源和环境问题。光催化作为一种清洁、高效、简便的催化技术，已经在环境能源等领域进行了广泛的应用。但是，由于传统半导体催化剂的带隙较大、载流子活性不足、光吸收能力较弱等缺陷，其光催化效率一直难以提高。因此，寻找高效的新型半导体光催化剂是迫在眉睫的。金属卤化铅基钙钛矿作为最引人注目的新型半导体材料，拥有出色的光电学特性，并己广泛运用于太阳能电池、发光二极管、光子探测器和激光器等研究领域中。因此，研究者们认为金属卤化物铅基钙钛矿材料在半导体光催化上拥有较大的应用前景。但是，传统的卤化物铅基钙钛矿在光催化上的应用依然面临着以下几个问题:(1)铅元素的毒性限制了其在环境催化中的应用;(2)表面快速的载流子复合限制其光催化效率进一步的提高;(3)钙钛矿材料缺少特定的辅助结构来促进催化过程中的吸附和传质过程;(4)钙钛矿材料的环境稳定较差，导致其很难大规模，长时间地运用在光催化上。本论文以卤素无机钙钛矿为研究对象，通过以下合理的材料设计和改性手段来提高钙钛矿的应用价值，并达到高性能催化的目的:(1)通过使用Bi基钙钛矿代替传统的铅基钙钛矿，降低其环境毒性;(2)构建合适的异质结结构，并通过内建电场来驱动界面载流子传输并抑制其复合;(3)介孔结构的构建可以有效地富集催化反应物，促进光催化过程中的扩散和传质过程;(4)孔内负载钙钛矿有效抑制其聚集效应，并提高材料的稳定性。本论文成功构建了高效的无铅钙钛矿基催化剂体系，并将其运用于光催化2.巯基苯并噻唑(MBT)降解，苯甲醇选择性氧化及二氧化碳选择性还原上。论文主要的研究内容如下: (1)利用反溶剂析出法合成无铅钙钛矿Cs3Bi2Br9晶体，并在其表面负载TiO2纳米颗粒来构建异质结光催化剂。使用相应的表征手段对材料的形貌特征、组成结构、能带结构进行分析。通过光催化苯甲醇氧化和2.巯基苯并噻唑降解实验来评估所有材料的光催化活性，并获得最优负载量的信息。相应的光电测试及载流子动力学分析表明Cs3Bi2Br9和TiO2之间的异质结结构可以有效促进光催化过程中的载流子传输，并抑制材料中的载流子复合，从而带来了高光催化活性。 (2)使用浸渍法将钙钛矿Cs3Bi2Br9纳米点原位生长在介孔Ti02框架的孔道中，以此来限制钙钛矿材料的尺寸，同时提高钙钛矿的稳定性。使用聚焦离子束切片成像技术完成了对孔内超分散Cs3Bi2Br9纳米点的可视化成像，并通过改变前驱体浓度实现了孔内钙钛矿纳米点的尺寸调节。通过光催化二氧化碳还原实验来评估材料的光催化活性，探究Cs3Bi2Br9纳米点的最佳负载量。密度泛函理论计算、原位光照X射线光电子能谱、开尔文探针力显微镜等表征证明，孔内钙钛矿纳米点和介孔框架之间的内建电场将有效促进内界面的光生载流子的传输，并抑制载流子的复合。该催化剂甲烷的产生速率为24.2μmolg-1h-1，甲烷选择性为84.2‰优于大多数报道的TiO2基光催化剂。 (3)使用Ag离子掺杂空位来消除Cs3Bi2Br9中的八面体畸变和载流子束缚效应，从而获得更强的载流子活性和光催化二氧化碳还原性能。态密度分布计算表明，Ag离子掺杂导致Cs3Bi2Br9的能带轨道杂化，有效分散其导带和价带中的电子分布，并消除其晶格结构中的电子空穴对的强局域化。密度泛函理论计算表明钙钛矿结构中的Bi位点为二氧化碳吸附还原位点，Ag离子的轨道杂化导致Bi位点二氧化碳吸附能和还原能垒的降低。一系列的光电性质表征证明Cs2AgBiBr6纳米点和介孔TiO2间形成了更强的内建电场，并导致更高效的载流子传输效应。最终该催化剂获得了32.9μmolg-1h-1的甲烷产生速率，甲烷选择性为88.7%综合效率为所有钙钛矿基光催化剂中最高。收起

关键词 : 钙钛矿材料异质结光催化性能

4. 五氧化二铌基复合材料的制备及其光催化性能研究

[学位论文] 刘菲北京化工大学 2019年硕士导师: 雷晓东共83页

摘要 : 五氧化二铌(Nb2O5)作为一种应用较为广泛的半导体材料，具备安全无毒，化学稳定性好，催化活性高等优点。但其能隙值为3.4eV，只能在紫外光的照射下才有活性，对太阳光的利用率较低，为了提高光催化效率，拓宽吸收的波长范围，提高光生电子与空穴分离... 展开五氧化二铌(Nb2O5)作为一种应用较为广泛的半导体材料，具备安全无毒，化学稳定性好，催化活性高等优点。但其能隙值为3.4eV，只能在紫外光的照射下才有活性，对太阳光的利用率较低，为了提高光催化效率，拓宽吸收的波长范围，提高光生电子与空穴分离效率，可以将Nb2O5材料与带隙窄、导电性好的材料复合，本论文设计合成了Nb2O5基复合材料。主要研究内容如下: (1)通过简单的一步水热方法，合成出Nb2O5/NiC2O4复合材料，并通过控制Nb源和Ni源的物质的量，合成出不同质量比例的复合材料。利用XRD、SEM、HRTEM、XPS等表征手段对材料形貌及结构进行测试和分析。结果表明:这种复合材料，有利于光生电荷和空穴的分离，提高了光解水的效率。全光谱条件下，当Nb2O5/NiC2O4复合材料中Nb∶Ni=2∶1时，光解水产氢效率最高，光照6h后，产生H2量为1869.84μmol，速率为6232.79μmol·g-1·h-1，约为Nb2O5的46倍，为NiC2O4的623倍。同时，该催化剂的循环稳定性较好，经过连续30h测试，仍保持95％的光解水产氢效率。 (2)通过水热法，在铌箔表面合成了Nb2O5@NiFe-MMO多级阵列结构，该多级阵列对苄胺氧化为亚胺的自耦合反应具有良好的光催化活性。通过XRD、TEM、ICP、EDS、UV-vis和XPS等手段对其化活性。通过XRD、TEM、ICP、EDS、UV-vis和XPS等手段对其结构进行表征。这种多级阵列结构有利于光生电子和空穴的快速分离，在波长大于300nm的光辐照下，苄胺氧化为亚胺反应的转化率达到228μmol·cm-2，主要催化产物为N-丁烯亚胺。其催化效率比Nb2O5棒状阵列催化剂提高48％。与此同时，这种结构化的催化剂便于后续的回收再利用，在经过5次循环测试后，仍保持92％转化率。 (3)通过水热法合成了Nb2O5/g-C3N4复合材料，使用XRD、XPS、SEM等方法对复合材料的形貌及结构进行表征。并对该材料的光解水性能进行测试。结果表明:当Nb2O5/g-C3N4复合材料的摩尔比为1∶10时，光解水产氢的催化效率达到1123.9μmol·g-1·h-1，约为Nb2O5的8.3倍，g-C3N4的1.3倍。经过24h的测试，仍保持97％的产率。收起

关键词 : 五氧化二铌水热法光催化性能

5. 贵金属负载中空TiO2的制备及光催化性能研究

[学位论文] 王云阳华中科技大学 2020年硕士导师: 杨昌柱;龚建宇共81页

摘要 : 氧化钛(TiO2)是目前研究最多的半导体光催化剂材料，具有环境友好、催化活性高等优点。然而TiO2半导体带隙宽度较宽，带隙能约为3.2eV，只能对λ<387nm的紫外光发生响应。鉴于此，本文首先对TiO2进行中空结构改性，制备具有中空结构的TiO2，然后进一步对其进行贵金属Au、Pd负载改性，以提高其量子效率，拓宽其光响应范围，从而有效利用太阳光。将改性后的催化剂用于降解水中和大气环境中的有机污染物，探究材料光催化性能的提升。同时考察改性催化剂的物化特性，探究光催化效果提升的机理。本文主要研究内容和结果如下： (1)采用水热法制备实心球形TiO2，同时以碳球为模板制备中空结构TiO2(记为TiO2-H)。TiO2-H材料具有明显的空腔和一层薄的TiO2壳层，材料的晶体结构没有发生改变。TiO2-H比表面积增大，为反应提供更多活性位点，催化剂对光的利用率增加。薄TiO2壳层也有利于光生电子和空穴的分离，光催化效果明显增强。在2h内，TiO2-H可将4-氯苯酚(4-CP)全部降解，降解效率比实心TiO2高35%，反应动力学常数是实心TiO2的3.3倍。 (2)在制备碳模板的过程中加入氯金酸(HAuCl4)溶液作为Au的前驱体，制备得到“蛋黄-蛋壳”结构Au@TiO2(记为Au@TiO2-YS)。同时，利用种子生长法制备Au纳米颗粒，制备得到实心核壳Au@TiO2(记为Au@TiO2-CS)。由于贵金属Au的表面等离子体共振(LSPR)效应，材料的吸光范围由紫外光区扩展到可见光，对光的利用率增大。当Au的负载量为0.14at%时，两种结构的Au@TiO2催化剂均在各体系中表现出最佳的光催化降解效率。Au@TiO2-YS具有更大的比表面积和介孔孔道，材料的光生电子空穴分离效率也更大。在3h内，可见光(λ>400nm)照射下，Au@TiO2-YS对气态甲苯的降解效率可达57%，相比Au@TiO2-CS提高22%。此外，循环降解实验证明... 展开氧化钛(TiO2)是目前研究最多的半导体光催化剂材料，具有环境友好、催化活性高等优点。然而TiO2半导体带隙宽度较宽，带隙能约为3.2eV，只能对λ<387nm的紫外光发生响应。鉴于此，本文首先对TiO2进行中空结构改性，制备具有中空结构的TiO2，然后进一步对其进行贵金属Au、Pd负载改性，以提高其量子效率，拓宽其光响应范围，从而有效利用太阳光。将改性后的催化剂用于降解水中和大气环境中的有机污染物，探究材料光催化性能的提升。同时考察改性催化剂的物化特性，探究光催化效果提升的机理。本文主要研究内容和结果如下： (1)采用水热法制备实心球形TiO2，同时以碳球为模板制备中空结构TiO2(记为TiO2-H)。TiO2-H材料具有明显的空腔和一层薄的TiO2壳层，材料的晶体结构没有发生改变。TiO2-H比表面积增大，为反应提供更多活性位点，催化剂对光的利用率增加。薄TiO2壳层也有利于光生电子和空穴的分离，光催化效果明显增强。在2h内，TiO2-H可将4-氯苯酚(4-CP)全部降解，降解效率比实心TiO2高35%，反应动力学常数是实心TiO2的3.3倍。 (2)在制备碳模板的过程中加入氯金酸(HAuCl4)溶液作为Au的前驱体，制备得到“蛋黄-蛋壳”结构Au@TiO2(记为Au@TiO2-YS)。同时，利用种子生长法制备Au纳米颗粒，制备得到实心核壳Au@TiO2(记为Au@TiO2-CS)。由于贵金属Au的表面等离子体共振(LSPR)效应，材料的吸光范围由紫外光区扩展到可见光，对光的利用率增大。当Au的负载量为0.14at%时，两种结构的Au@TiO2催化剂均在各体系中表现出最佳的光催化降解效率。Au@TiO2-YS具有更大的比表面积和介孔孔道，材料的光生电子空穴分离效率也更大。在3h内，可见光(λ>400nm)照射下，Au@TiO2-YS对气态甲苯的降解效率可达57%，相比Au@TiO2-CS提高22%。此外，循环降解实验证明两种催化剂均具有良好的稳定性。 (3)利用硼氢化钠(NaBH4)还原法制备了金钯(AuPd)合金，结合模板法，制备得到“蛋黄-蛋壳”结构AuPd@TiO2(记为AuPd@TiO2-YS)。该材料以AuPd合金为核，TiO2为外壳，仍然具有明显的空腔。催化剂的比表面积较大，具有介孔孔道，有利于气体交换和反应的进行。由于双金属性内核结构，AuPd@TiO2-YS具有宽光谱响应性能，光响应范围进一步向可见光区和近红外区扩展，光催化性能再次显著提高。当Au与Pd的摩尔比为3:1时，AuPd@TiO2-YS在可见光(λ>420nm)照射下对气态邻二氯苯(o-DCB )具有最佳的光催化降解效率。在3h内，AuPd@TiO2-YS对气态o-DCB的降解效率可达75%，矿化率可达73%；气态甲苯则几乎可以完全被降解，矿化率可达93%。此外，该催化剂对两种挥发性有机化合物(VOCs)共存体系依然具有较高光催化降解效果，气态o-DCB和甲苯同时具有较高的矿化程度，催化剂经三次循环降解保持稳定。收起

关键词 : 贵金属中空TiO2 光催化性能

6. 硫化镉纳米结构的构筑与光催化性能

[学位论文] 许迪华南理工大学 2008年硕士导师: 邓文礼共79页

摘要 : 纳米结构材料因其独特的光、电、磁和机械性能,在纳米器件和功能材料等诸多领域具有潜在的应用。通过调研大量文献发现,纳米材料的结构、维度、形貌、尺寸等因素对它们的性能有着直接影响。如何实现对纳米材料的结构、性能的有效调控,是本论文的研究目... 展开

关键词 : 光催化性能硫化镉纳米结构

7. 光催化剂合成及其性质研究

[学位论文] 黄明南京大学 2000年硕士导师: 董家(马录) 共78页

摘要 : 该文主要研究光催化剂的合成及其光催化性能的分析.研究人员成功地以伯胺和磷酸酯为模板剂合成了纯钛中孔分子筛,对纯钛中孔分子筛合成中的钛模比、最佳晶化温度、溶剂体系、盐效应、水热稳定性以及模板剂的脱出等因素进行了研究.同时,还使用XRD、FT-... 展开

关键词 : 光催化剂光催化性能

8. 层状四钛酸钾复合物的制备、表征及光催化性能研究

[学位论文] 卞凯丽南京理工大学 2016年硕士导师: 汪信；付永胜共77页

摘要 : 近十几年来，伴随着可持续发展这一主题，全球性环境问题受到越来越多的关注，在众多环境污染治理技术中，以半导体材料为催化剂的非均相光催化反应由于其具有室温条件反应、深度矿化净化、可直接利用太阳光作为光源来活化催化剂并驱动氧化还原反应等... 展开近十几年来，伴随着可持续发展这一主题，全球性环境问题受到越来越多的关注，在众多环境污染治理技术中，以半导体材料为催化剂的非均相光催化反应由于其具有室温条件反应、深度矿化净化、可直接利用太阳光作为光源来活化催化剂并驱动氧化还原反应等种种独特性能，而成为了一种理想的环境污染治理技术。层状K2Ti4O9是目前发现的光催化活性较高的一种半导体层状金属化合物，因其具有独特的层状结构、层板溶胀剥离、层间离子交换等特性，成为很多学者研究的热门材料，并且应用广泛。本论文设计合成了一系列如石墨烯负载、半导体耦合等K2Ti4O9复合物，并研究了其可见光催化性能。 (1) N-K2Ti4O9/G(石墨烯)复合材料的制备及光催化性能研究。以尿素为氮源，通过焙烧的方法在K2Ti4O9的层间引入N元素，以石墨烯为载体，通过水热处理最后得到N-K2Ti4O9/G复合材料。结果表明，石墨烯负载氮掺杂的四钛酸钾孔径变大并且具有更大的比表面积，降解亚甲基蓝和罗丹明B具有较高的可见光催化活性。 (2) Ag3PO4-TiO2/K2Ti4O9复合材料的制备及光催化性能研究。以钛酸异丙酯为钛源通过焙烧的方法得到TiO2/K2Ti4O9复合材料，然后通过一步沉淀法得到Ag3PO4-TiO2/K2Ti4O9复合催化剂，通过XRD、XPS、FT-IR、TEM等手段对该复合材料进行表征，结果表明TiO2包裹在K2Ti4O9的表面，并且TiO2和Ag3PO4的粒径分别为20 nm和3nm左右。实验结果表明当AgNO3和TiO2/K2Ti4O9的投料比为2∶1时该复合催化剂活性最高，在可见光下光照该催化剂对亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)均具有较好的降解性能。 (3) Ag3PO4/H2Ti4O9纳米片的制备及其光催化性能研究。首先，通过将层状H2Ti4O9在四丁基氢氧化铵溶液中先剥离，然后通过负载Ag3PO4将剥离后的纳米片重组，最后得到了H2Ti4O9纳米片负载不同含量的Ag3PO4纳米粒子，采用XRD、XPS、FT-IR、TEM等表征手段对复合材料进行了测试，结果该复合催化剂在可见光照射下对亚甲基蓝(MB)和罗丹明（RhB）均具有较好的催化降解效率，并且该复合催化剂有较高催化活性主要归因于剥离后的纳米片具有更大的比表面积和小粒径、高分散的Ag3PO4纳米粒子与H2Ti4O9纳米片之间显著的协同效应。收起

关键词 : 四钛酸钾复合物光催化性能

9. ZnO的形貌控制及其光催化性能研究

[学位论文] 王静兰州大学 2016年硕士导师: 王育华共60页

摘要 : 氧化锌以其较宽的禁带宽度（3.37eV）和较高的激子束缚能（60meV）等优点，被认为是目前最具前景的光催化剂之一。氧化锌的光催化性能强烈的依赖于它的结构，其中包括形貌、比表面积、晶粒尺寸和晶体取向。因此通过调节反应条件制备不同形貌的氧化锌，... 展开

关键词 : 氧化锌形貌控制光催化性能

10. α-SnWO4的微结构调控及光催化性能

[学位论文] 刘雪薇燕山大学 2020年博士导师: 梁波共150页

摘要 : α相钨酸亚锡(α-SnWO4)的带隙较窄(间接带隙约为1.7eV)，对紫外-可见光有着较强的吸收能力，是一种潜在的太阳光驱动光催化剂材料。但α-SnWO4的光生电子和空穴容易复合，这将显著降低材料的光催化活性，限制了它在光催化领域的实际应用。本论... 展开 α相钨酸亚锡(α-SnWO4)的带隙较窄(间接带隙约为1.7eV)，对紫外-可见光有着较强的吸收能力，是一种潜在的太阳光驱动光催化剂材料。但α-SnWO4的光生电子和空穴容易复合，这将显著降低材料的光催化活性，限制了它在光催化领域的实际应用。本论文针对目前α-SnWO4存在的光生电子和空穴容易复合的问题，采用形貌调控、异质结构建和离子掺杂等技术手段，实现了材料微结构的调控和优化。以甲基橙(MO)、罗丹明B(RhB)和盐酸四环素(TC)作为目标污染物，研究了不同微结构调控下α-SnWO4的光催化性能。结果证明，三种微结构调控方法均达到了提高α-SnWO4光催化性能的目的。研究结果如下： (1)以乙二醇(EG)为溶剂，通过调节水含量，实现了α-SnWO4的形貌由纳米条带向纳米片的转变以及尺寸的调控。在溶剂热过程中，α-SnWO4的形核和生长速率是由EG和Sn2+络合形成的亚锡醇盐的缓释作用和溶剂的传质能力控制。光催化研究结果表明，水含量为10vol%时制备的α-SnWO4(α-SW-10)，在30min时对MO的降解率可达到90.4%，表现出了良好的光催化活性。 (2 )将Ag纳米颗粒(Ag-NPs )修饰在α-SnWO4纳米片的表面，构建了Ag-NPs/α-SnWO4异质结。调节银氨溶液浓度实现了Ag-NPs在α-SnWO4纳米片上的良好分散。所有Ag-NPs/α-SnWO4异质结对MO的降解率均大于纯相α-SnWO4，加入Ag+/Sn2+的摩尔百分比为5%的异质结对MO的光催化性能最好，70min时的降解率可达97.1%。分析认为，Ag-NPs产生的表面等离子体共振(SPR)效应增强了异质结材料对可见光的吸收能力；Ag-NPs和α-SnWO4纳米片之间形成的肖特基势垒促进了光生载流子的分离，从而促进了Ag-NPs/α-SnWO4异质结材料光催化性能的提升。 (3)以α-SnWO4为模板，利用其前驱体带负电的特点，通过一步水热法将SnS量子点(QDs)原位锚定在α-SnWO4纳米片上，形成了接触紧密的直接Z型异质结。通过改变S2-/W6+的摩尔百分比控制SnSQDs的尺寸和分散性，得到了平均颗粒尺寸为2.2nm且分散性好的SnSQDs。在MO、RhB和TC的光降解中，SnSQDs/α-SnWO4异质结材料的光催化性能均优于纯相α-SnWO4，制备时加入的S2-/W6+的摩尔百分比为2%的样品表现出了最好的光催化降解率，分别为95.6%(90 min)、97.6%(240 min)和57.0%(180 min)。SnSQDs和α-SnWO4形成的直接Z型异质结，不仅提高了载流子的分离能力，还加快了电荷的迁移，有效地解决了α-SnWO4中光生电子和空穴复合率高的问题。 (4)将La3+掺杂进α-SnWO4的晶格中，形成了LaS·n和VS'n等特定的缺陷能级，实现了α-SnWO4光催化性能的优化。La3+掺杂浓度为1mol%的样品，对MO、RhB和TC的降解率分别为94.9%(20 min)、98.6%(300 min)和53.9%(180 min)，光催化性能优良。光催化性能的改善和靠近导带底的缺陷LaS·n有关。通过LaS·n捕获光生电子并将电子传递给O2，使得光生电子和空穴有效分离。本论文通过溶剂效应、异质结构建和掺杂等技术手段，成功实现了对α-SnWO4光催化性能的显著改善，并从微结构层面上分析了相应的光催化效应增强机理。特别是通过降解医药类污染物(TC)的初步研究，表明α-SnWO4具有光降解医药类污染物的能力，且光催化降解能力有进一步提高的可能，这为未来实现α-SnWO4在医疗污染物的处理上的应用，奠定了坚实的基础。收起

关键词 : &alpha 相钨酸亚锡微结构调控光催化性能