贵金属半导体复合光催化剂的制备及性能研究.pdf

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1、分类号：单位代码：?安反工犬：论文题目：贵金属半导体复合光催化剂的制备及性能研究作者姓名：刘同宣专业名称：矿物加工工程导师姓名：李本侠教授完成时问：二—五年六月中图分类号：论文编号学科分类号：密级公开安徽理工大学硕士学位论文贵金属半导体复合光催化剂的制备及性能研究作者姓名：刘同宣专业名称：矿物加工工程研宂方向：醜脊量材料导师姓名：导师单位：材料科学与工程学院答辩委员会主席：吴其胜论文答辩日期：年月日安徽理工大学研究生处年月日ADissertationinMineralProcessEngineer

2、ingSynthesisandPhotocatalyticActivityofNoble-Metal/SemiconductorHybridPhotocatalystsCandidate:LiuTongxuanSupervisor:Prof.LiBenxiaMaterialScienceandEngineeringSchoolAnhuiUniversityofScienceandTechnologyNo.168,ShungengRoad,Huainan,232001，独创性声明本人声明所呈交的学位

3、论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所的任何贡献均巳在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：曰期：年月—日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有倮留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门

4、或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：為而皇签字曰期：义年月曰导师签名：签字曰期：年月曰摘要摘要近年来，随着现代工业化和科技的飞速发展，能源短缺和环境污染问题曰益严重，成为当前人类面临的重要挑战。半导体光催化技术能直接利用太阳光降解环境中的污染物，也可以将太阳光转化成其他形式的清洁能源，实现修复环境和利

5、用太阳能的目的。本论文针对一些氧化物半导体光催化剂存在的光生载流子复合率高等问题，结合贵金属纳米颗粒的表面等离子共振（效应，将具有效应的、纳米颗粒与不同形貌结构的氧化物半导体复合，制备出的复合光催化材料表现出极髙的光催化活性，并对贵金属氧化物半导体复合材料的光催化机理进行了合理解释。具体工作如下：先以为模板剂，通过溶剂蒸发诱导自组装和金属前驱体溶液的原位聚合制备了三种典型的宽带隙介孔金属氧化物（、和，然后通过一种简单光解沉积法来制备一系列具有表面等离子共振效应的复合光催化材料，载量分别为、和综合运

6、用、、、、和等手段对材料进行表征。实验结果表明，所制备的介孔金属氧化物具有较大的比表面积和较窄的孔径分布，复合光催化剂由较小的纳米颗粒包覆的纳米颗粒组成。紫外可见光照射下降解亚甲基蓝和苯酚的实验结果显示，所制备的半导体材料（介孔和介孔比商业和的光催化活性高，纳米复合材料则表现出更髙的光催化活性，而且复合材料的光催化活性随载量的增加先逐渐升高而后降低，载量为的复合光催化剂的光催化活性最高。光催化材料催化性能的提升，主要归因于基体中介孔结构对催化反应物的高效吸附与转移，以及纳米颗粒的效应对光能的髙效吸

7、收二者之间的协同作用。通过溶剂热法使在乙醇中醇解制备出超细纳米线（和复合材料（，利用的还原性将贵金属、原位还原，制备出了负载贵金属纳米粒子的和纳米复合光催化剂、。综合运用、、、点位测试仪和分光光度计等仪器对材料进行表征。结果表明，粒径小于的贵金属颗粒被原位还原出来，与超细纳米线和之间结合紧密。复合材料吸附甲基橙和亚甲基蓝溶液以及可见光下降解亚甲基蓝溶液的实验结果显示，所制备的和样品表现出对阳离子型染料（如的选择吸附性和巨大的吸附容量，对的吸附容量高达。同时，和安徽理工大学硕士学位论文表现出对优异的

8、光催化降解活性。所制备的复合材料对阳离子型染料的选择吸附性归因于其分散在水中表现出的表面电负性，其巨大的吸附容量来源于超细纳米线结构和的巨大比表面积。光催化活性的提髙得益于贵金属纳米颗粒的效应和优异的导电性对光生载流子的髙效分离作用。图表参关键词：贵金属；氧化物半导体；纳米复合材料；表面等离子共振；光催化分类号：AbstractAbstractInthepastdecades,environmentalproblemandenergyshortageareincreasinglys