半导体及其复合物的简易制备及光催化性能研究.pdf

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1、万方数据FacileSynthesisofSemiconductorandSemiconductorNanocompositesandTheirPhotocatalyticActivityThisthesissubmittedtoZhejiangNormalUniversityforthedegreeofMasterofSciencebyCaiyunYuSupervisedbyProf．YongHuZhejiangKeyLaboratoryfo，．ReactiveChemistryOilSolid．SM啦ces．InStitute

2、ofPhysicalChemistry,2hejiangNormalUniversity,May2014万方数据』If!』

3、必删删舢舢删Ⅲ删Y2665301半导体及其复合物的简易制备及光催化性能研究摘要现代社会存在的环境污染不仅造成了生态问题，而且给人类的生活及各个方面所带来的消极影响及后果也已经远远超出人们的想象。对有害污染物的处理，已然成为当今科学界研究的重心。光催化技术，不仅高效、低能耗，而且经济实用，是近几十年发展起来的一类新型环保技术。它是一种利用半导体纳米光催化剂在太阳光的照射下受激活化，产生活性物种从而将有毒的化合物

4、矿化降解为无毒的无机物的过程。该技术在废水处理、空气净化等方面有极其重要的研究、应用价值和广泛的发展前景。而且，开发合适的光催化剂得到高效的光催化效果更具有重大理论和实际意义。本文围绕合成不同半导体及半导体复合物纳米光催化剂展开工作，着重探究了这些材料光催化降解有机染料的性能及光电转换性能。本文的研究内容主要包括以下几个方面：1．氧化锌纳米晶包覆掺氮碳纳米管的简易制各及其光催化降解染料的研究本章节通过改性的化学气相沉积法(CVD)合成了掺氮碳纳米管，并以掺氮碳纳米管为载体，通过低温化学沉淀的方法并且通过控制醋酸锌的浓度，得到负载不

5、同氧化锌量的ZnO／N．CNT纳米复合物。所制备的复合物在可见光下表现出比商业氧化锌和ZnO／CNTs优异的光催化降解有机染料罗丹明B和苯甲酸的性能。同时，通过降解苯甲酸还间接证明了ZnO／N．CNT对有机染料的降解机理不是一种光敏化机理，而是一种传统的光催化机理。本文中制备掺氮碳纳米管的方法简单，可以作为载体生长其他半导体氧化物，而且这种生长氧化锌纳米晶的方法也可应用到其它氧化物纳米晶的合成中。2．一步溶剂热法合成三氧化二铁多壳层空心球及其增强的光催化性能研究本章中以按我们之前报道的已经制备好的碳纳米球为模板，采用一步水热法，通

6、过控制不同三氯化铁的浓度，制备了三氧化二铁单壳层和多壳层的多孔空万方数据心球，并讨论了其形成机理。更重要的是，在过氧化氢的存在下，多壳层的多孔球可见光下表现出比单壳层球和过氧化氢优越的光催化降解对lB的性能，我们还简单讨论了其增强的光催化机理。我们确信，本文中所介绍的方法能为其它金属氧化物多壳层多孔球的制各提供一种简便易行的方法。3．室温阴离子交换合成A92WOdAgXo(=cl，Br,I)杂化物纳米棒及它们的光电流和光催化性能研究本章采用室温下原位阴离子交换的方法以AgaW04纳米棒为模板合成了一系列A92W04／AgX(X=C

7、I，Br,D杂化物纳米棒结构，这是一个简单快速的反应。光催化性能和光电流性能测试表明这些复合材料在可见光照射下表现出比A92W04优越的性能，而且A92W04／AgBr是所有样品中性能最好的。对A92WOdAgBr催化剂的活性物种检测表明，超氧自由基和光生空穴是光催化过程中的主要活性物质，我们还讨论了其增强的光催化机理。本文这种简单、快速的表面原位离子交换法也可以应用到其它银基纳米材料的合成中。而且本文中制备的A92W04纳米棒可以作为模板来制备其他更多的一维结构材料，并用来发展新的更有前途的应用。关键词：半导体纳米复合物；简易制

8、备：光催化性能万方数据FACILESYNTHESIS0FSEAmCONDUCTORANDSEMICONDUCTORNANOCOⅣ咿OSITESANDTHEIRPHOTOCATAIYTICACTIVITYABSTRACTIntoday’Slife，environmentalpollutionnotonlyhascausedecologicalproblembutalsohasfarreachingnegativeconsequencesinthelivesofhumans．Degradationoforganicpollutants

9、，whichhaveadeleteriouseffectonthewellbeingofmankind，hasbecomethecenterpointofresearcheffortsintoday’Sscientificworld．Photoca