- 1、本文档共68页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
优秀硕士毕业论文,本科毕业设计参考文献资料。完美PDF格式,支持编辑复制!!!
金属掺杂宽带半导体光催化剂的光催化行为研究
摘 要
经过三十多年的发展,无论在理论方面还是在应用方面,光催化技术都取得
了丰硕的成果。然而,在使用过程中,光催化剂的失活问题一直是一个很大的障
碍,而且也没有得到足够的关注;另一方面,实现可见光下的光催化研究也正方
兴未艾,还需要更多的努力和投入。在本论文中,主要由两方面的内容所构成,
包括:陶瓷基底上 TiO 薄膜的失活研究以及 Fe 掺杂的 SrTiO 固溶体在可见光下
2 3
对罗丹明 B的强化光催化降解的研究。
通过对 TiO 与薄膜中所存在的各氧化物种的混合物的物理化学性质的研究,
2
我们揭示了涂布在 Al O 陶瓷基底上的 TiO 薄膜的失活原因。 Al、Si 和 Ca 都
2 3 2
是以氧化物的形式存在于 TiO 薄膜当中的,这些物种存在于 TiO 颗粒的界面上,
2 2
它们是在形成 TiO 薄膜的高温烧结过程中从基底中扩散到薄膜中的。研究发现,
2
以 Al O 形式存在的 Al元素抑制了在紫外光照射下 TiO 产生羟基自由基的能力,
2 3 2
而同时发现,与 TiO 一起存在的 CaO,特别是 SiO 能增强羟基自由基的生成。进
2 2
3+ 4+
一步的研究还发现,在 TiO 当中,部分的 Al 取代了 Ti ,根据电荷平衡原理,
2
会在晶格当中导致氧空穴的生成。存在于 TiO 晶格中的氧空穴可以作为光激发
2
产生的电子和空穴的复合中心,从而引起 TiO 的失活。另外,在陶瓷基底和 TiO
2 2
薄膜之间增加一层 SiO 预涂层,可以有效地阻止陶瓷基底中的 Al 向 TiO 薄膜
2 2
中扩散,同时还发现,这样也能恢复 TiO 薄膜的光催化活性。再有,我们也详
2
细论述了陶瓷基底上 TiO 薄膜的制备和表征过程。我们的这一工作为 TiO 光催
2 2
化剂应用于环境污染物治理方面所需要的负载材料的选择提供非常有用的信息。
另一方面,我们知道,揭示可见光下过渡金属掺杂的 SrTiO 所具有的光催化
3
活性的原因是非常重要的,在该体系中,掺杂通常能在禁带当中产生分立的局域
化能级。在这篇论文中,我们对照地研究了纯 SrTiO 和 Fe 掺杂的 SrTiO 固溶体
3 3
所具有的光催化和光物理特性。
在可见光辐射下对罗丹明 B 燃料的降解过程中,Fe 掺杂的 SrTiO 固溶体比
3
纯 SrTiO 具有更高的光催化活性。研究表明,在 SrTiO 中掺入 Fe 后能使它对光
3 3
IV II
的吸收扩展到可见光区域,同时,在母体结构中形成了 Ti ?O ?Fe 异核双金属
链结。差示漫反射光谱表明,Fe 掺杂的 SrTiO 固溶体对可见光的吸收可部分地
3
IV II
归属于激发 Ti ?O ?Fe 金属链结所引起的金属-金属电荷转移MMCT。而且,
IV II
Ti ?O ?Fe 金属链结的可见光激发导致了对罗丹明 B 染料的强化降解。再有,
IV II
我们注意到只有存在于 Fe掺杂的 SrTiO 固溶体表面或表面浅层中的 Ti ?O ?Fe
3
金属链结才会在可见光辐射下成为引起光催化作用的活性位点。
总而言之,应用中所出现的失活问题以及实现可见光下的光催化问题将成为
以后研究中主要关注点,而在这两方面所作出的突破必将大大地推动光催化技术
I 金属掺杂宽带半导体光催化剂的光催化行为研究
的发展。关键词:TiO 薄膜; 失活; 陶瓷基底; 光催化;Fe 掺杂 SrTiO ;
2 3
金属-金属电荷转移(MMCT)II 金属掺杂宽带半导体光催化剂的光催化行为研究
ABSTRACT
With over three decades’ growth and development, photocatalysis has got great
achievement in application and mechanism. However, deactivation of photocatalyst
seems still a big obstacle in application without enough attention; on the other hand,
research on photocatalysis under visible light seems just a threshold and many efforts
should be devoted into realizing it. In this thesis, it is composed of discussion over
forementioed problems, including deaction of TiO thin
文档评论(0)