基于表面等离激元共振效应的薄膜的光催化性质毕业设计.doc

基于表面等离激元共振效应的薄膜的光催化性质毕业设计 目 录 摘要 （1） 前言 (2) 第一章 光催化剂及其催化性质介绍 (3) 第1.1节 光催化剂 (3) 第1.2节 光催化剂的分类 (4) 第1.3节 二氧化钛光催化剂的应用进展 (5) 1.3.1 TiO2光催化的原理 (5) 1.3.2 TiO2光催化剂的应用 (6) 第1.4节 Ti02在光催化方面面临的问题及发展前景 (9) 第二章 表面等离激元 (11) 第2.1节 表面等离激元的介绍 (11) 第2.2节 表面等离激元的应用 (17) 2.2.1 生物传感器 (17) 2.2.2负折射率材料 (18) 2.2.3 表面等离极化激元隐身 (20) 2.2.4表面等离极化激元波导 (21) 第三章 基于表面等离激元共振效应的TiO2薄膜的光催化性质 (23) 第3.1节 TiO2等离子体光催化的简介 (23) 第3.2节 TiO2薄膜的光催化性质实验与结果 (24) 第3.3节 表面等离子体光催化技术的优点及研究进展 (27) 3.3.1 优点 (27) 3.3.2 　研究现状 (28) 结 论 (31) 参考文献 (32) 致 谢 (33) 第一章 光催化剂及其催化性质介绍 第1.1节 光催化剂 光催化剂[Photocatalisis]是光 [Photo=Light] +催化剂 [catalyst]的合成词。光催化剂是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光催化剂利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量来产生催化作用，使周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，亦能运用自然界的定侓，不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的“光合作用”，吸收对动物有毒之二氧化碳，利用光能转化为氧气及水。???? 光催化剂于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进行了光线照射，结果发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为“本多 · 藤岛效果”（Honda-Fujishima Effect）而闻名于世，该名称组合了藤岛教授和当时他的指导教师－－－－东京工艺大学校长本多健一的名字。?? 由于是借助光的力量促进氧化分解反应，因此后来将这一现象中的氧化钛称作光催化剂。这种现象将光能转变为化学能，以当时正值石油危机的背景，世人对寻找新能源的期待甚为殷切，因此这一技术作为从水中提取氢的划时代方法受到了瞩目，但由于很难在短时间内提取大量的氢气，所以用于新能源的开发终究无法实现，因此在轰动一时后迅速降温。 ? 1992年第一次二氧化钛光催化剂国际研讨会在加拿大举行，日本的研究机构发表许多关于光催化剂的新观念，并提出应用于氮氧化物净化的研究成果。因此二氧化钛相关的专利数目亦最多，其它催化剂关连技术则涵盖催化剂调配的制程、催化剂构造、催化剂担体、催化剂固定法、催化剂性能测试等。以此为契机，光催化剂应用于抗菌、防污、空气净化等领域的相关研究急剧增加，从1971年至2000年6月总共有10,717件光催化剂的相关专利提出申请。二氧化钛光催化剂的广泛应用，将为人们带来清洁的环境、健康的身体。? 各种应用材料逐渐进入纳米时代。纳米材料由晶粒1～100nm大小的粒子所组成。粒径极为微细，具有极大的比表面积，且随着粒径的减少，表面原子百分比提高。在表面上由于大量原子配位的不完全而引起高表面能的现象。表面能量占全能量的比例大幅提高，使纳米材料具吸附、光吸收、熔点变化等特性。利用纳米超微粒子技术与特性，研发出材料本身在反应时完全不参与作用，却可促进并提高反应能量，以催化目标反应并已运用于环境清洁应用上，促使有害或有毒物质加速反应成为稳定而无害物质，达到环保效果。?　 纳米二氧化钛光催化剂是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，就象植物的光合作用中的叶绿素。光催化剂在太阳光或室内荧光灯的照射下能产生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空气净化的作用。 第1.2节 光催化剂的分类 催化剂可按化学类型、化学组成、反应类型及市场类型来划分。按化学类型可分成贵金属、分子筛、酸碱、酶、茂金属、氧化物、硫化物等催化剂。按化学组成则可分成银、铜、镍、钯、铁等。按反应类型即催化剂功能分类则可划分成水解与水合、脱水、氧化、加氢、脱氢、聚合、酰化、卤化等按市场分类则可性划分成炼油、化工和环保三类。目前国内外均以功能划分为主，兼顾市场类型及应用产业。中国工业催化剂分类方法一．石油炼制催化剂催化裂化催化剂催化重整催化剂．加氢裂化催化剂．加氢精制催化剂．烷基化催化剂．异构催化剂 二．无机催化剂 ．脱硫——加氢脱硫、硫回收催化剂 ．转