發(fā)布時(shí)間：2021-02-05 08:39

　　近年來(lái),由能源短缺和工業(yè)污染造成的系列環(huán)境問(wèn)題已引發(fā)全球范圍內(nèi)科學(xué)家的熱切關(guān)注。半導(dǎo)體光催化技術(shù)作為一種新型的技術(shù)手段能夠有效地解決能源與環(huán)境污染危機(jī),因此也受到了科學(xué)家們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。半導(dǎo)體光催化技術(shù)可以應(yīng)用于水裂解制備氫氣和氧氣、滅活細(xì)菌、污染物降解以及有機(jī)催化反應(yīng)等領(lǐng)域,因此也被認(rèn)為是一種綠色環(huán)保的技術(shù)。在眾多半導(dǎo)體材料中,鈮基半導(dǎo)體催化劑因其能隙結(jié)構(gòu)易調(diào)控、毒性低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),在光催化領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力。然而它仍存在光生電子-空穴易復(fù)合及能帶間隙值較大等問(wèn)題,這極大降低了鈮基半導(dǎo)體催化劑的光催化效率并限制了其對(duì)于可見(jiàn)光的有效利用。因此,本文以 酸鉀（KNbO3）和五氧化二鈮（Nb2O5）為主要研究對(duì)象,針對(duì)鈮基材料中存在的問(wèn)題,通過(guò)以下三個(gè)部分的工作,提高了鈮基半導(dǎo)體催化劑的光催化效率,為鈮基半導(dǎo)體催化劑的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。一是運(yùn)用水熱法將KNbO3棒負(fù)載到比表面積較大且具有較強(qiáng)吸附能力的天然礦物材料-蛭石（VMT）上,通過(guò)吸附和光催化協(xié)同作用,有效提高了其污染物去除效果。二是合成了多孔富氧空位五氧化二鈮材料（BMNb）。多孔結(jié)構(gòu)有利于增加其反應(yīng)位點(diǎn),提高反應(yīng)效率。... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：146 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－丨半導(dǎo)體材料受光激發(fā)進(jìn)行光催化反應(yīng)的過(guò)程圖：（Ｉ）村料受光激發(fā)產(chǎn)生光生戟流子；（ｕ）??光生載流子復(fù)合釋放出熱量；（ＨＩ）轉(zhuǎn)移至ＣＢ上的電子進(jìn)行的還原反應(yīng)；（ＩＶ）?ＶＢ?ｔ的光生空穴??

：ｎ?Ｓ；?？．…??ｄ？上％?？＇、?“ｒ．刊丄．－撕－士叫??４丄?…?‘?，??－４??（ｂ）３??ｐ－ｔｙｐｅ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ??３＊?Ｊ－??〇．?１－?？??ｍ?１?ｌ?Ｓ?＃??ｘ。－－－廠－廠１－＞?－ｖ－丁?ｆ——ｙ－ｉ?＾??１?ｉｊｊｊ．ｉｉｉｊｊ－土丄?二－??＞?Ｃｗｏ?ｅｍｔ，ｎ．?ｉ?ｉ?ｆ?＞?ｃｉｉＨｊａ，?〇／？ｆｉ??＞?２－?咖，?ｉ?＊?５?ｓ??３?？，。．?Ｍ?％??ＢＭＯＯ??４－??圖１－３?（ａ）?ｎ型半導(dǎo)體和（ｂ）?ｐ型半導(dǎo)體的能帶位置。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３．?Ｂａｎｄ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?ｏｆ?（ａ）?ｎ－ｔｙｐｅ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ?ａｎｄ?（ｂ）?ｐ－ｔｙｐｅ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．??半導(dǎo)體催化劑的能帶結(jié)構(gòu)主要涵蓋能帶位置和禁帶寬度兩大方面。半導(dǎo)體材料的??禁帶寬度可以確定該材料對(duì)于入射光子的吸收范圍，如圖１－３所示為常見(jiàn)的ｎ型和ｐ??型半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)。只有當(dāng)入射光子的能量大于或等于材料的能帶間隙值時(shí)才??能激發(fā)該半導(dǎo)體材料產(chǎn)生光生電荷。其所產(chǎn)生的光生電荷的量受該材料對(duì)光子的吸收??７??

?北京化工大學(xué)博上生論文???十年里，己有許多文章報(bào)道利用金屬離子摻雜來(lái)對(duì)禁帶寬度較大的半導(dǎo)體光催化劑進(jìn)??行改性，增強(qiáng)其在可見(jiàn)光下的反應(yīng)活性。包括ＴｉＯ＾ｌ、ＳｒＴｉ〇３ｔ５３］、Ｌａ２Ｔｉ２０７［５４＾?ＺｎＳ［５５】??等都采用該方法進(jìn)行過(guò)改性。圖１－４展示了半導(dǎo)體光催化劑金Ｍ離子摻雜前后在可見(jiàn)??光下的能級(jí)示意圖。金屬離子摻雜后，在禁帶中會(huì)生成高于原ＶＢ的施主能級(jí)，或是??生成低丁？原ＣＢ的受主能級(jí)，使光催化劑在可見(jiàn)光區(qū)有響應(yīng)。??（ａ）?ｖ／ｎｈｅ?（ｂ）?Ｖ／ＮＨＥ??！?ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｂａｎｄ?－?＊１?〇?ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｂａｎｄ??ｉ?ｉ?ｆ?手?－１．０??ｈ＊，ｈｓ?????０??ＵＶ?ＶｉＳ?Ｈ＊／Ｈａ???．千???０??＾?ｕ?＾?－?＋ｉ．〇?ＵＶ?Ｖｉｓ??議０??＊?＊—?－?．１〇??—”?酬幻?＊???＿＿＿＿＿＿?￣?＋２－０??｜Ｈ｜｜ＨＨ｜｜?￣?＂２＇°??－＾３．０??圖１＊４金厲離子摻雜后形成的施主能級(jí)（Ａ）和受主能級(jí)（Ｂ）。??Ｒｇｕｒｅ?１－４．?Ａｆｔｅｒ?ｍｅｔａｌ?ｉｏｎ?ｄｏｐｉｎｇ，?ｔｈｅ?ｄｏｎｏｒ?ｌｅｖｅｌ?（Ａ）?ａｎｄ?ａｃｃｅｐｔｏｒ?ｌｅｖｅｌ?（Ｂ）?ｗｅｒｅ?ｆｏｒｍｅｄ．??早在１９８２年Ｖｉｓｃａ等叫就發(fā)現(xiàn)，Ｃｒ５４摻雜的ＴｉＯ：在可見(jiàn)光（４００－５５０ｎｎｉ）的照射??Ｆ可光催化水裂解產(chǎn)生Ｍ氣和氧氣。到Ｈ前為止，許多不同種類的金屬離子己被摻雜??到丁丨０２中．以提高其對(duì)可見(jiàn)光的吸收利用和光催化活性。這些金屬離子包括Ｖ、Ｎｉ、??Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｍ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Integrating photocatalytic reduction of CO2 with selective oxidation of tetrahydroisoquinoline over InP–In2O3 Z-scheme p-n junction[J]. Bohang Zhao,Yi Huang,Dali Liu,Yifu Yu,Bin Zhang.  Science China（Chemistry）. 2020(01)



本文編號(hào)：3019337