近年來,環(huán)境污染和能源短缺成兩大全球關(guān)注的問題。半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種新型綠色技術(shù),可以利用太陽光降解有機污染物、分解水和還原二氧化碳,把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。氮化鎵和氧化鋅是兩種重要的半導(dǎo)體光催化材料。雖然這兩種材料的能帶間隙較寬,只能利用紫外光,但是它們可以形成與其晶體結(jié)構(gòu)一樣的固溶體材料。另外,理論計算表明(GaN)_1-x(ZnO)_x固溶體的導(dǎo)帶底主要由Ga的4s和4p軌道構(gòu)成,價帶頂主要由Zn的3d軌道和N的2p軌道構(gòu)成,其價帶處會產(chǎn)生一個p-d軌道排斥作用使其價帶上升,實現(xiàn)能帶間隙減小。因此,通過調(diào)節(jié)(GaN)_1-x(ZnO)_x固溶體材料中ZnO或者GaN的含量可以實現(xiàn)連續(xù)調(diào)控其能帶結(jié)構(gòu)。另外,一維結(jié)構(gòu)的催化劑具有大的比表面積,在光催化反應(yīng)中能夠提供更多的反應(yīng)活性位點。本文中我們報道了通過成分和晶面調(diào)控提高(GaN)_1-x(ZnO)_x固溶體納米線的光電和光催化性能。我們先合成ZnGa₂O₄作為前驅(qū)體,再通...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 光催化的發(fā)展歷程
    1.2 光催化的原理及應(yīng)用
        1.2.1 光催化定義
        1.2.2 光催化反應(yīng)機理
        1.2.3 光催化材料的應(yīng)用
    1.3 光催化的機遇和挑戰(zhàn)
    1.4 提升光催化性能的方法
        1.4.1 調(diào)控光催化材料的能帶結(jié)構(gòu)
        1.4.2 調(diào)控光催化材料的形貌
    1.5 (GaN)_1-x(ZnO)_x固溶體材料的研究進展
        1.5.1 (GaN)_1-x(ZnO)_x固溶體材料概述
        1.5.2 (GaN)_1-x(ZnO)_x固溶體的合成及表征
    1.6 課題的意義及主要研究工作
第2章 實驗藥品、裝置及制備方法
    2.1 實驗藥品及設(shè)備
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗設(shè)備
    2.2 一維(GaN)_1-x(ZnO)_x固溶體納米線的制備
        2.2.1 前驅(qū)體的制備
        2.2.2 硅基底的處理
        2.2.3 合成(GaN)_1-x(ZnO)_x固溶體納米線
        2.2.4 沉積助催化劑
    2.3 材料的表征方法
    2.4 材料的性能測試
        2.4.1 納米線光電性能測試
        2.4.2 光催化水分解性能測試
        2.4.3 光催化二氧化碳還原性能測試
        2.4.4 光催化降解測試
第3章 (GaN)_1-x(ZnO)_x固溶體納米線的表征分析
    3.1 生長溫度對納米線形貌和成分的影響
    3.2 不同形貌納米線的能帶結(jié)構(gòu)分析
    3.3 不同形貌納米線的物相結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)分析
    3.4 不同形貌納米線的光電性能測試
    3.5 小結(jié)
第4章 光催化性能測試
    4.1 二氧化碳光還原性能測試
        4.1.1 不同形貌納米線的性能分析
        4.1.2 納米線穩(wěn)定性測試
        4.1.3 沉積助催化劑對光還原性能的影響
        4.1.4 納米線與粉末樣品的性能對比
        4.1.5 小結(jié)
    4.2 水分解性能測試
        4.2.1 不同形貌納米線的性能分析
        4.2.2 納米線與粉末樣品的性能對比
        4.2.3 小結(jié)
    4.3 降解性能測試
        4.3.1 不同形貌納米線的性能分析
        4.3.2 納米線與粉末樣品的性能對比
        4.3.3 小結(jié)
第5章 全文結(jié)論
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 工作創(chuàng)新點
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研活動說明
致謝



本文編號：3866110