2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、21世紀人類面臨的兩大主要問題是環(huán)境污染和能源短缺。在過去的幾十年,人們發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體的光催化特性可以有效地解決這兩個問題,因此一直致力于半導(dǎo)體光催化性能方面的研究,發(fā)現(xiàn)了很多光催化半導(dǎo)體材料以及提高半導(dǎo)體催化性能的方法。其中,新型的鈮鉭酸鹽半導(dǎo)體引起了人們的關(guān)注,因為其具有獨特的電子結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)以及較好的光穩(wěn)定性,在光催化降解污染物方面表現(xiàn)了很好的性能。但是,現(xiàn)階段該體系材料的效率比較低,有待于進一步提高。本文是圍繞“鈮鉭酸鹽的制備,改

2、性及其光催化性能研究”開展工作,并取得了相應(yīng)的成果,主要內(nèi)容如下:
  1.Ag修飾K2Nb2O6(KNO)復(fù)合催化劑的制備及光催化性能研究
  報道一步溶劑熱反應(yīng)制備KNO八面體的方法。以Nb2O5、KOH、尿素為原材料,水和乙醇混合溶劑作為反應(yīng)介質(zhì),在230℃的條件下反應(yīng)一定時間,從而制得了KNO八面體。探究了溶劑體系中水和乙醇比例對產(chǎn)物相的影響,以及添加的尿素量對產(chǎn)物的相和形貌的影響。而添加的尿素在高溫下會分解生成CO

3、2和NH3,釋放出的氣體有兩方面的作用:一方面CO2調(diào)控了體系中KOH的量;另一方面NH3會吸附在反應(yīng)物的表面,促進了KNO八面體的形成。根據(jù)體系中反應(yīng)不同時間產(chǎn)物的SEM圖,推斷出了K2Nb2O6八面體的形成機理。
  通過紫外還原法將AgNO3還原成Ag顆粒沉積到KNO表面,從而制備了Ag-KNO復(fù)合催化劑。通過SEM、TEM、XPS分析顯示Ag成功地負載于KNO的表面。DRS測試表明,Ag-KNO的光吸收強度比單純的KNO強

4、,而且吸收邊發(fā)生紅移。在紫外-可見光下降解RhB時,Ag-KNO的降解速率比KNO高,主要是表面負載的Ag增加了KNO的光吸收、促進了光生電子和空穴的分離,Ag負載量為6%時,復(fù)合催化劑的降解效率最高,是單純KNO的兩倍。并提出了Ag-KNO復(fù)合光催化劑降解RhB可能的催化機理。
  2.S摻雜K2Ta2O6(KTO)的制備及光催化性能研究
  通過一步水熱法制備了S摻雜KTO催化劑。利用XRD、SEM、XPS對樣品進行表征

5、結(jié)果顯示制備的樣品KTO屬于立方晶系,引入的S元素導(dǎo)致KTO的衍射峰位發(fā)生偏移;摻雜樣品仍為八面體形貌;XPS分析表明S以S2-的形式存在。摻雜樣品吸收帶的紅移,說明摻入的S元素導(dǎo)致其禁帶寬度減小。在紫外-可見光照射下,摻雜樣品降解MO的效率比單純的KTO要高,樣品S#3表現(xiàn)了最高的催化效率。這是因為適量的S元素摻入KTO晶格中后影響了帶隙,促進了光生電子空穴對地形成。另外還探究了溶液pH值對催化效率的影響,研究了摻雜樣品的循環(huán)性能。<

6、br>  3.Ag@AgCl修飾K2Ta2O6(KTO)的制備及其在自然光下的催化性能研究
  通過沉淀-光還原法在KTO表面沉積了不同量的Ag@AgCl顆粒。經(jīng)過XRD、SEM、TEM、XPS等測試,結(jié)果表明成功將Ag@AgCl顆粒沉積于KTO表面,表面的Ag@AgCl顆粒約為20 nm左右。DRS結(jié)果顯示Ag@AgCl-KTO復(fù)合催化劑在可見光區(qū)域有較強的吸收,同時降解實驗表明Ag@AgCl-KTO在自然光下降解RhB的效率都

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