氧化亞銅-石墨烯基異質(zhì)納米體系的構(gòu)筑及其光催化性能研究.pdf

1、隨著社會(huì)生產(chǎn)工業(yè)化程度的不斷加深，水體污染和能源短缺的危機(jī)日益加劇。相較于農(nóng)藥、表面活性劑、有色染料，抗生素濫用所引起的水體污染對(duì)于環(huán)境以及人體的危害性更是隱蔽。由于抗生素能夠?qū)ψ匀唤缰械奈⑸锲鸬胶芎玫囊种谱饔?，使得抗生素在自然界中很難被降解。傳統(tǒng)的抗生素處理方法又或多或少存在成本過高、操作復(fù)雜、效果不穩(wěn)定等劣勢(shì)，而光催化技術(shù)在降解抗生素領(lǐng)域中的應(yīng)用卻能很好地克服了上述缺點(diǎn)。p型半導(dǎo)體氧化亞銅(Cu2O)不僅具有較窄的能帶(2.0~2

2、.2 eV)，能夠被可見光激發(fā)，并且還具備成本低、儲(chǔ)量豐、無(wú)毒、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是一種極具潛力的半導(dǎo)體光催化劑。而Cu2O窄的禁帶寬度增加了光生電子和空穴復(fù)合率，限制了其可見光催化效率。為了促進(jìn)光生電子和空穴分離，Cu2O已與眾多半導(dǎo)體復(fù)合物構(gòu)建異質(zhì)結(jié)光催化劑，但是大部分 Cu2O基的異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體復(fù)合物都不能夠很好地利用各自半導(dǎo)體的優(yōu)勢(shì)能帶。所以本論文基于 Cu2O，以還原氧化石墨烯為電子傳導(dǎo)介質(zhì)，引入不同半導(dǎo)體光催化劑，使之構(gòu)成多元半

3、導(dǎo)體復(fù)合石墨烯的Z字型光催化體系，Cu2O價(jià)帶上的空穴不斷被石墨烯傳導(dǎo)而來(lái)的來(lái)源于另一半導(dǎo)體導(dǎo)帶上的電子中和，使得Cu2O導(dǎo)帶上的電子和另外一個(gè)半導(dǎo)體價(jià)帶上的空穴不斷富集,使得半導(dǎo)體之間的優(yōu)勢(shì)能帶的利用率得到了極大提高。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　在第一章中，我們介紹了半導(dǎo)體光催化的機(jī)理以及應(yīng)用、Cu2O不同形貌的合成方法以及光催化性質(zhì)、石墨烯與半導(dǎo)體復(fù)合的方法以及光催化性質(zhì)，提出了Cu2O異質(zhì)結(jié)光催化劑存在的缺點(diǎn)和其改進(jìn)的研究?jī)?nèi)容。

4、
　　在第二章中，我們向氧化石墨烯的溶液中依次加入硝酸銅、商用氧化鉍(Bi2O3)固體粉末，調(diào)節(jié)pH至中性生成前驅(qū)物，經(jīng)簡(jiǎn)單的一步溶劑熱法制備了Z字型全固體光催化劑RGO-Cu2O/Bi2O3。研究了不同Cu2O與Bi2O3質(zhì)量比和石墨烯含量的樣品對(duì)四環(huán)素降解的光催化活性。
　　在第三章中，我們先通過水熱法合成了鎢酸鉍(Bi2WO6)，再向氧化石墨烯的溶液中依次加入硝酸銅、已制備的 Bi2WO6粉末，調(diào)節(jié) pH至8，經(jīng)簡(jiǎn)單的

5、一步溶劑熱法制備了Z字型全固體光催化劑 RGO-Cu2O/Bi2WO6。研究了不同 Cu2O與Bi2WO6質(zhì)量比和石墨烯含量的樣品對(duì)四環(huán)素降解的光催化活性。
　　在第四章中，我們先向氧化石墨烯的溶液中加入硝酸銅，調(diào)節(jié)pH至10，后加入超聲后的氫氧化鐵乙醇溶液，經(jīng)一步溶劑熱法制備了Z字型全固體光催化劑 RGO-Cu2O/Fe2O3。研究了不同 Cu2O與Fe2O3質(zhì)量比和石墨烯含量的樣品對(duì)四環(huán)素降解的光催化活性；構(gòu)建了同時(shí)產(chǎn)氫和降解