A-M-SrSO4(A=TiO2,Bi2WO6M=Ag,Pt)雙異質結納米材料的合成及光催化性質研究.pdf

1、隨著科學和技術的發(fā)展，人們的生活也有著日新月異的變化，科學和技術給人們帶來了方便的同時，也帶來了環(huán)境污染和許多潛藏的危機，目前，能源危機以及環(huán)境污染已經成為制約人類社會發(fā)展的兩大難題。二氧化鈦因其具有較好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的光催化活性，引起人們極大的研究興趣。但是由于光催化材料的量子轉化效率低，光響應范圍窄，太陽能利用率低，成為制約其發(fā)展的關鍵因素。為了提高納米材料的光催化活性,人們在減小帶隙和抑制光生電子空穴對的復合方面進行了大量的工作，

2、包括離子摻雜金屬或非金屬和貴金屬的沉積。納米材料復合形成異質結后會具有很多特異的性能，異質結結構被廣泛應用于電子器件、電極材料、超級電容器、熱電材料、光催化材料等方面。特別是，在光降解污染物，以及光分解水制氫方面，異質結也有著較廣泛的應用。為了提高光降催化活性，本文研究了幾種雙異質結構材料，并與對應的單異質結構的材料進行對比分析，發(fā)現雙異質結構在光降解污染物以及分解水制氫方面有著很好的應用前景。本論文針對幾種雙異質結構納米材料的合成及性

3、質進行研究，主要工作如下：
　　1）采用復合堿媒介法合成了和光照還原法合成了TiO2/Ag/SrSO4雙異質結構納米材料。研究了不同負載量的銀的TiO2/Ag/SrSO4雙異質結構光降解亞甲基藍水溶液以及該雙異質結構光催化降解NO氣體的能力。找出降解效果最佳的條件，并通過理論計算和相關實驗，推到其可能的光降解的原理。降解過程中，TiO2/Ag/SrSO4雙異質結構納米材料中二氧化鈦納米顆粒主要作用是捕獲光子，產生光生電子空穴對，銀

4、納米顆粒的主要作用是作為電子阱收集電子，而硫酸鍶的主要作用是幫助構造電子傳輸路徑，到達光生電子的定向輸運。另外，SrSO4具有很好的離子吸附性能，有助于產生活性官能團。持續(xù)的光照射會使得銀納米顆粒表面積累電子，增強等離子體局域表面共振效應，使得電子能夠轉移到硫酸鍶上，光生電子的流動可以通過如下路徑，ECB(TiO2)→Ef(Ag)→ECB(SrSO4)，最終，光生電子在硫酸鍶表面上，二氧化鈦的價帶殘留空穴，起到分離光生電子空穴對的作用。

5、
　　2）利用水熱法和光化學還原反應制備了SrSO4/Ag/Bi2WO6雙異質結構納米材料。并對SrSO4/Ag/Bi2WO6光催化降解亞甲基藍進行了研究，獲得了比Ag/Bi2WO6異質結構納米材料更優(yōu)的光催化活性。分析了SrSO4/Ag/Bi2WO6雙異質結構納米材料的光催化機理，在光催化反應過程中，鎢酸鉍提供光生電子空穴對，Ag納米顆粒作為電子傳輸介質和作為電子阱，硫酸鍶因其負電性起著提高附近官能團和有機污染物分子濃度的作用。

6、
　　3）采用復合堿媒介法合成了和光照還原法合成了TiO2/Pt/SrSO4雙異質結構納米材料。研究了TiO2/M/SrSO4(M=Ag,Pt)納米材料光分解水制氫的性能。TiO2/M/SrSO4(M=Ag,Pt)雙異質結構納米材料都具有很好的光催化分解水制氫的能力，特別是TiO2/Pt/SrSO4雙異質結構納米材料，在300 W氙燈照射下，20％的甲醇水溶液環(huán)境中，該材料有著高達約為2100μmol/h/g的制氫率，并且具有良好