由于日益增長(zhǎng)的能源和環(huán)境危機(jī),使用光催化工藝將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。光催化水分解被認(rèn)為是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫能最有前途的方法,高效且穩(wěn)定的光催化劑是發(fā)展清潔能源的關(guān)鍵。其中Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子點(diǎn)材料因其具有獨(dú)特的量子限域效應(yīng)、可調(diào)節(jié)的帶隙、光吸收范圍寬、活性位點(diǎn)多等性質(zhì),成為光催化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。高品質(zhì)量子點(diǎn)制備仍依賴于油相高溫?zé)嶙⑸浞āＫ嘀苽涞蘑?Ⅲ-Ⅵ族量子點(diǎn)材料不僅水溶性良好且制備方法綠色環(huán)保,然而規(guī)�；嘀苽淞孔狱c(diǎn)存在尺寸不均勻等問(wèn)題,且多元金屬組分的相互作用會(huì)加劇量子點(diǎn)生長(zhǎng)的不均勻性。因此以Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族硫化物量子點(diǎn)為研究對(duì)象,以解決水相制備量子點(diǎn)不均勻問(wèn)題為目的,圍繞高品質(zhì)Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族Ag-In-Zn-S（AIZS）和Cu-In-Zn-S（CIZS）量子點(diǎn)光催化劑的制備,開(kāi)展了尺寸選擇分離制備及負(fù)載助催化劑,研究尺寸選擇分離前后的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及光催化活性,探索可行的替代制備路線。研究?jī)?nèi)容如下:（1）為解決水相合成量子點(diǎn)尺寸不均勻問(wèn)題,水相合成Ag-In-Zn-S量子點(diǎn)。通過(guò)定量添加不良溶劑異丙醇使量子點(diǎn)團(tuán)聚,離心將膠體量子點(diǎn)分步提取出來(lái)。分離后獲得5個(gè)樣品,分... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光催化分解水制氫機(jī)理[30]

江蘇大學(xué)碩士論文5吸附性能差，載流子壽命短等不足。而納米化達(dá)到極致的0D量子點(diǎn)尺寸較小具有大的比表面積且?guī)犊烧{(diào)，而且具有獨(dú)特的量子限域效應(yīng)、光吸收范圍大等優(yōu)勢(shì)在光催化領(lǐng)域脫穎而出�？梢�(jiàn)光響應(yīng)的AgIn5S8、Cu-In-Zn-S、Ag:Zn-In-S等量子點(diǎn)光催化劑具有良好的光催化活性[53-56]。因此，與其他光催化劑相比，Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子點(diǎn)光催化劑成為了可見(jiàn)光響應(yīng)催化劑最優(yōu)秀的代表之一。1.2I-III-VI族量子點(diǎn)光催化劑1.2.1量子點(diǎn)簡(jiǎn)介量子點(diǎn)是零維的半導(dǎo)體納米晶體或納米微晶，通常由II-VI、III-V或IV-VI族元素組成，被定義為物理尺寸小于激子玻爾半徑或德布羅意波長(zhǎng)的粒子。量子點(diǎn)被稱為新一代納米級(jí)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體晶體。從學(xué)術(shù)角度上來(lái)看，它們被定義為“包含可變數(shù)量電子的小晶體，占據(jù)了明確定義的離散量子態(tài)，并且具有介于本體和離散基本粒子之間的電子特性”。它具有與相應(yīng)塊狀材料相同的原子排列，但是由于晶格在三維截?cái)�，表面上存在更多暴露原子[57]。量子點(diǎn)的尺寸范圍通常在2-10nm之間。從結(jié)構(gòu)上看，量子點(diǎn)是由一個(gè)被外殼覆蓋的半導(dǎo)體核和一個(gè)可以改善在水中分散度的封端帽組成（圖1.2）。由于電子空穴對(duì)（激子）被限制在納米晶的晶界內(nèi)，因此量子點(diǎn)具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，包括可調(diào)光發(fā)射、寬吸收光譜和可調(diào)窄發(fā)射、吸收消光系數(shù)大、熒光量子產(chǎn)率高、抗光漂白效應(yīng)、熒光間歇閃爍等。這些獨(dú)特的性質(zhì)使量子點(diǎn)在發(fā)光二極管、生物標(biāo)記、光催化、熒光探針等應(yīng)用中受到廣泛關(guān)注[58-61]。圖1.2量子點(diǎn)基本結(jié)構(gòu)示意圖[57]。Fig.1.2Schematicillustrationofbasicstructureofquantumdots[57].

江蘇大學(xué)碩士論文7圖1.3（a）在紫外激發(fā)下CuInS2/ZnS核/殼量子點(diǎn)的發(fā)射圖。（b）CuInS2量子點(diǎn)的TEM圖。插圖：HRTEM圖[63]。Fig.1.3(a)EmissionofCuInS2/ZnScore/shellquantumdotsunderUVexcitation.(b)TEMimageofCuInS2quantumdots.Inset:HRTEMimageofthesame[63].單源前驅(qū)體分解是大規(guī)模合成I-III-VI族量子點(diǎn)另一眾所周知的策略。Castro等[73]首次證明，在高溫下（200-300℃）對(duì)溶解在鄰苯二甲酸二辛酯中的(PPh3)2CuIn(SEt)4和(PPh3)2CuIn(SePh)4進(jìn)行熱分解可生成CuInS2和CuInSe2量子點(diǎn)。但是，表面上缺乏穩(wěn)定的配體會(huì)導(dǎo)致納米粒子聚集，而這些粒子太大而無(wú)法證明量子限制效應(yīng)。后來(lái)，同一小組在前體熱解過(guò)程中使用鏈烷硫醇制備了穩(wěn)定的納米晶體膠體溶液。2006年，Tian等[74]首次采用這種策略在十二烷硫醇和油酸存在的情況下，利用[(PPh3)2Ag(μ-SCPhS)2In(SC(O)Ph)2]合成亞穩(wěn)態(tài)的正交晶體AgInS2納米晶體。并發(fā)現(xiàn)硫醇和脂肪酸穩(wěn)定劑的比例是有關(guān)尺寸控制的重要參數(shù)，這使該小組能夠合成尺寸在8-33nm之間的納米晶體。Nairn等[75]的研究提供了一個(gè)使用單源前體合成CuInS2納米顆粒的不尋常的例子，其中使用了一個(gè)汞弧光燈（200W/in）來(lái)激活量子點(diǎn)的生長(zhǎng)。具體來(lái)說(shuō)，將[(TOP)2CuIn(SR)4]溶解于一種非配位溶劑中，并經(jīng)過(guò)至少4小時(shí)的輻照來(lái)分解試劑。與熱分解法制得的量子點(diǎn)相比，光化學(xué)合成得到的量子點(diǎn)更�。s2nm），晶體顆粒更多，但為了改善量子點(diǎn)的光電性能，還需要對(duì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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