窄带半导体InVO-%2c4-掺杂TiO-%2c2-薄膜可见光催化性能研究.pdf

天津大学
硕士学位论文
窄带半导体InVO<,4>掺杂TiO<,2>薄膜可见光催化性能的研究
姓名:秦毅
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:徐明霞
20080601
摘要关键词:。,回流法,半导体掺杂,甌春瞎獯呋粒杉獯文以***化铟⑵ǚ八犸е軭颓崆庋趸为原料,采用低温回魑R恢中滦驼氲继宀牧希哂锌杉獠ǘ蔚墓獯呋阅堋1流法制备了芙海庥行У慕档土撕铣蒊的温度。将上述芙河实验室自制的回流的过氧钛酸溶胶芙混合获得混合溶胶,以此混合溶胶为前驱体制备了甌春瞎獯呋∧ず吞荻缺∧ぁMü髦直碚魇侄翁致哿工艺参数对回流处理最终产物物相、晶粒形貌、溶胶稳定性、复合薄膜的吸光性能及光催化活性的影响。实验结果表明,在回流制备工艺过程中,反应体系的值、回流时间和不同工艺路线对目标相的生成具有重要的影响。当值为保逑抵锌尚纬山晶度较好的Я!K孀呕亓魇奔涞脑黾樱芙褐械木Я7稚⑿曰岬玫矫飨的改善,Я3叽绯鱿种鸩皆龃蟮那魇啤8菥Я1砻婊荻饶P吞致了芙涸诨亓魈跫滦纬傻幕恚涔炭梢匀衔J窃贗晶体表面形成化学梯度环境,。孓单体和离子通过原位重排而转变为正交相。晶体。本实验还进行了甌春瞎獯呋∧ず吞荻缺∧ぴ诳杉庹丈湎碌光催化活性测试。结果表明在可见光照射下,层复合光催化薄膜表现出最好的活性;在可见光照射螅琁掺杂量为甇嘶%的复合薄膜对***#街职氲继甯春鲜毙纬闪送鸵熘式幔耐獠愕缱游漳芰看踊厩ㄖ良し⑻飧黾し⑻缱幼⑷氲搅诮的导带,从而阻止光生电子和空穴在短时间内重新复合,实现墓馍电子和空穴的有效分离,提高薄膜的可见光活性。化活性
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学位论文作者签名:妣砺御假学位论文作者签名:京赴签字目期:跏辍卧日签字日期:歹端年日独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤垄盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解墨盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。签字日期:力曲留年‘月‘日特授权鑫鲞叁堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:
第一章前言研究背景开始研究其他半导体材料鐆瑉,現等【和的光催化作用。的晶体结构环境问题是我国实施可持续发展战略所要优先考虑的重大课题。工业废水和受污染的饮用水对生存环境和人体健康构成巨大而长远的危害,在世界范围内引起广泛的关注。光催化氧化技术是一种环境友好型催化新技术,可以将低密度的太阳光能转化为高密度的化学能、电能,同时可以直接利用低密度的太阳光降解和矿化水和空气中的各种污染物,所以光催化在环境净化和新能源开发方面具有巨大的潜力。利用光催化可以实现通过热反应得不到的化学反应,通过光强、光波长可控制反应速度和选择性:这一方法可在室温下充分利用太阳光,具有低成本、无污染的优点,对于从根本上解决环境污染和能源短缺问题具有不可估量的意义4佣7⒕哂锌杉庀煊Φ墓獯呋牧希苯永锰裟芊纸馑票氢或分解有毒有害气体和液体有机物质,净化已被污染的环境,利用取之不尽、用之不竭的太阳能从根本上解决影响人类生存的能源和环境问题,越来越受到人们的重视。闒蛳虷等川发现在紫外光照射的情况下能保持持续发生水的氧化还原反应,并产生氢气,揭开了作为光催化材料发展的序幕。年畐萷址⑾志贤夤庹丈涞腡砻婢哂谐姿裕哂凶郧褰嗟墓能,利用这一功能可以实现玻璃、陶瓷等的自清洁免擦拭功能。这一发现开辟了作为光催化产品的又一全新的应用领域。从此的光催化氧化作用作为一种去除有机物的有效方法广泛应用于水和空气的清洁净化领域。与此同时人们也由此,由于其无毒、价廉、资源充足和性能优越等特点,占据着光催化领域的主导地位。的晶体结构取决于八面体是如何连接的。锐钛矿为四方晶系,主要是由八面体共边组成。锐钛矿结构中的八面体发生畸变,多个八面体之间通过共边的方式连接成为一个二维八面体层,而不同八面体层之间则通过共顶点的
的光催化机理方式相连接而构成螺旋状的三维的网状结构。每隔四个八面体层,相同的结构就会重复一次。单个锐钛矿结构的晶胞可以由鍪噶考碼、蚦来确定。都平行于八面体层,而且互相垂直,怪庇诎嗣嫣宀霭嗣嫣甯叨。,沿对角线方向略有伸长,为四方晶系,空间群为√聊=鸷焓