2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、近年來(lái),能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題日益突出,光催化技術(shù)因其在新能源開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護(hù)方面的潛在價(jià)值而備受關(guān)注。但是以TiO2為代表的傳統(tǒng)光催化劑屬于寬禁帶半導(dǎo)體,只能利用太陽(yáng)光中的紫外輻射(約占太陽(yáng)光能量的4%)而無(wú)法利用可見(jiàn)光(約占太陽(yáng)光能量的43%)。因此開(kāi)發(fā)具有可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化材料受到極大重視并取得不少成果。然而,單一光催化劑存在著光生載流子復(fù)合率較高的缺點(diǎn),難以獲得較高的光催化效率。因此針對(duì)這一現(xiàn)狀,我們將Fe-TiO2與CaIn2O

2、4復(fù)合,制備出高效穩(wěn)定的CaIn2O4/Fe-TiO2新型復(fù)合光催化劑。
  本論文分為兩部分:第一部分是文獻(xiàn)綜述,第二部分是CaIn2O4/Fe-TiO2復(fù)合光催化劑的制備、結(jié)構(gòu)和光催化性能研究。
  第一部分是文獻(xiàn)綜述。首先,根據(jù)半導(dǎo)體能帶理論闡述了光催化的基本原理和分解水制氫的機(jī)理,并介紹了光催化在廢水處理、空氣凈化等方面的應(yīng)用情況。其次,綜述了高效可見(jiàn)光響應(yīng)光催化劑的研究進(jìn)展,特別是復(fù)合光催化劑體系。最后,介紹了本論

3、文的研究?jī)?nèi)容。
  第二部分內(nèi)容為CaIn2O4/Fe-TiO2復(fù)合光催化劑的制備、結(jié)構(gòu)和光催化性能研究。
  首先,在低溫溶液燃燒法制備CaIn2O4納米棒和溶膠凝膠法制備納米Fe-TiO2的基礎(chǔ)上,通過(guò)研磨—退火工藝合成了一系列不同比例的CaIn2O4/Fe-TiO2復(fù)合光催化劑,并對(duì)它們的結(jié)構(gòu)和光催化性能進(jìn)行了詳細(xì)研究。
  TEM/SEM結(jié)果表明,F(xiàn)e-TiO2納米顆??梢院芎玫馗街贑aIn2O4納米棒上,形

4、成緊密結(jié)合的界面。但隨著Fe-TiO2含量的增加,無(wú)法附著于Can2O4表面的Fe-TiO2納米顆粒逐漸增多。電化學(xué)測(cè)試表明,CaIn2O4和Fe-TiO2之間具有合適的能帶匹配,即Fe-TiO2的導(dǎo)帶位置比CaIn2O4導(dǎo)帶位置高0.19 eV。
  光催化性能測(cè)試包括分解水制氫和降解亞甲基藍(lán)。CaIn2O4/Fe-TiO2復(fù)合光催化劑的性能均高于兩種單一組分光催化劑CaIn2O4或Fe-TiO2,其中CF0.5(CaIn2O4

5、∶Fe-TiO2=1∶0.5)的光催化效率最高。在可見(jiàn)光下,CF0.5復(fù)合光催化劑分解水制氫的速率可以達(dá)到280μmol h-1 g-1;30 mg CF0.5能在3小時(shí)內(nèi)將140mL21.4μmol/L亞甲基藍(lán)溶液完全降解。并且,CF0.5復(fù)合光催化劑具有良好的結(jié)構(gòu)和光催化穩(wěn)定性。
  與單一組分光催化劑CaIn2O4或Fe-TiO2相比,CaIn2O4/Fe-TiO2復(fù)合光催化劑性能增強(qiáng)的原因主要有如下兩點(diǎn)。第一,F(xiàn)e-TiO

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