可见光响应半导体光催化剂制备及其性能研究.pdf

研究生优秀毕业论文研究生优秀毕业论文大连理工大学硕士学位论文摘要半导体光催化技术作为一种解决能源短缺及环境污染问题的有效途径,近年来得到了研究者的持续广泛关注。其中,太阳光能的综合利用及光量子效率提高是半导体光催化剂研究所面临的两大挑战。传统Ti02材料具有优良的化学及光化学稳定性且无毒无害,但其禁带宽度较大,只能利用太阳光中的紫外部分,且光量子效率偏低,因此,赋予Ti02材料可见光响应性具有重要的意义;A93P04在可见光(480nln左右)条件下仍表现出高于80%的量子效率,但是其催化效果及稳定性还有待进一步提高。本论文研究内容主要包括两个部分,一方面通过Ti02的氟化、氢化两步处理赋予其可见光催化活性;另一方面采用表面活性剂辅助共沉淀法控制制备A93P04材料,使其具有更高的载流子传输效率,进而获得高效可见光催化活性的半导体材料。具体研究内容如下:。首先HF水热刻蚀P25成功制备F掺杂介孔Ti02,然后再进行H2介质阻挡等离子体放电处理,获得了具有丰富氧空位的介孔F—,该材料是具有晶体的内核及无定形层表面的核壳结构(******@Ti02一。)。顺磁共振(EPR)研究发现,,具有可见光响应性能,光降解亚甲基蓝(MB)过程显示可见光催化活性;******@Ti02.。核壳结构存在丰富的氧空位,光响应范围和可见光催化活性得到进一步的拓展和增强。F及氧空位(Ti3+)的存在,能够在导带底及价带顶部形成新的能级,从而达到减小导带宽度、增强可见光吸收和光生载流子分离转移使反应效率提高。。在新型半导体催化剂A93P04的共沉淀过程引入阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),,其在可见光条件下降解MB时,反应速率相比于共沉淀法获得A93P04增强大约3倍。、可见光吸收及光生载流子的快速转移反应,进而提高AgaPOa的可见光催化活性。关键词:可见光催化;二氧化钛;表面氟化;介质阻挡放电;磷酸银;表面活性剂万方数据可见光响应半导体光催化剂制备及其性能研究ofSemiconductorPhotocatalystswithVisible—lightResponseandTheirPhotocatalyticPerformanceAbstractAsaneffectivesolutionofsolvingtheproblemsofresourcecrisesandenvironmentalpollution,,,Ti02canonlyuseUVenergybecauseofitswideband—gap;therefore,℃apparentquantumyieldisgreaterthan80%(),,inthisdissertation,theenhancedvis而le-·light-drivenphotocatalystswithawidephoto·-responserangeandquickseparationofphoto—generatedcarries(electronsandholes)havebeendevelopedby