近年來,人們對與社會相關的社會環(huán)境,能源危機等問題保持密切的關注。光催化技術是一種環(huán)境友好型技術,可以利用清潔的太陽能來降解污染物。TiO₂作為典型的光催化材料,因其廉價易得,性質穩(wěn)定,環(huán)境友好等優(yōu)點,幾十年來在相關領域一直被廣泛研究。而要大規(guī)模開發(fā)TiO₂系列相關催化劑還有著很多的限制,為此,科研工作者就限制TiO₂光催化活性的問題提出了多種解決方法。貴金屬納米結構,特別是Au納米顆粒,已被廣泛的應用于Au-TiO₂復合納米材料體系的研究,受到普遍關注和認可,表現(xiàn)出良好的應用前景。由于Au納米顆粒具有獨特的形態(tài)依存性光電效應即表面等離激元效應（Surface Plasmon Resonance,SPR）,導致其在可見光至近紅外光區(qū)都可能產生較強的光吸收以及近場增強,因此與TiO₂復合后可顯著拓寬TiO₂吸收光譜范圍,提高對太陽光的利用,進而提升TiO₂在更寬光譜范圍內的光催化活性。本工作介紹了Au納米顆粒和TiO₂

【文章頁數】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 納米材料光催化技術
        1.2.1 概述
        1.2.2 光催化制氫氣
        1.2.3 光催化CO₂還原
        1.2.4 光催化降解污染物
    1.3 等離激元-半導體光催化材料及光電轉化機理
        1.3.1 傳統(tǒng)的半導體光催化材料
        1.3.2 等離激元效應與貴金屬納米顆粒
            1 )金納米顆粒
            2 )銀納米顆粒
        1.3.3 貴金屬-半導體等離激元復合納米結構
            1 )等離激元共振能量轉換
            2 )等離激元-半導體納米復合材料的制備
    1.4 論文的研究思路
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內容
第二章 通過回音壁諧振腔模式共振設計光催化水分解的Au-TiO₂納米復合物的吸收和場增強特性
    2.1 引言
    2.2 模型理論推導
    2.3 實驗試劑及設備
        2.3.1 實驗試劑
        2.3.2 儀器設備
    2.4 實驗方法
        2.4.1 復合光催化劑的制備流程圖
        2.4.2 60nm金顆粒的合成
        2.4.3 不同粒徑的Au-TiO₂納米復合結構的合成。
420 nm)下光催化H2的生成">        2.4.4 可見光-近紅外(λ>420 nm)下光催化H2的生成
        2.4.5 PEC和 IPCE測試
        2.4.6 表征
        2.4.7 有限元模擬
    2.5 結果與討論
        2.5.1 結構的設計和表征
        2.5.2 WGM增強的SPR光催化劑用于光催化裂解水
    2.6 本章小結
第三章 通過調控等離散射增強Au-TiO₂納米復合光催化劑的吸收和近場特性
    3.1 引言
    3.2 模型理論推導:Ag納米顆粒的SPR光散射
    3.3 實驗試劑及設備
        3.3.1 實驗試劑
        3.3.2 儀器設備
    3.4 實驗方法
        3.4.1 復合光催化劑的制備流程圖
        3.4.2 金屬納米粒子和銀納米聚合物的合成
        3.4.3 Ag multimer@TiO₂-Au核殼結構的合成
420 nm)下光催化產氫">        3.4.4 可見近紅外光(λ>420 nm)下光催化產氫
        3.4.5 IPCE測試
        3.4.6 表征
        3.4.7 有限元模擬
    3.5 結果與討論
        3.5.1 結構設計和表征
        3.5.3 模擬和實驗證明
    3.6 本章小結
第四章 結論與展望
    4.1 本研究主要結論
    4.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間主要的科研成果



本文編號：4038661