三氧化钨及其复合材料的制备和光催化性能研究.pdf

《三氧化钨及其复合材料的制备和光催化性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10286分类号：TN2密级：公开UDC：621.3学号：151241三氧化钨及其复合材料的制备和光催化性能研究研究生姓名：邵梓桥导师姓名：孙立涛教授万能副教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称电子科学与技术论文答辩日期2018年6月11日二级学科名称微电子与固体电子学学位授予日期20年月日答辩委员会主席吴兴龙教授评阅人陈长春副教授尹奎波副研究院2018年6月11日硕士学位论文三氧化钨及其复合材料的制备和光催化性能研究专业名称：微电子学与固体电子学研究生姓名：邵梓桥导

2、师姓名：孙立涛万能本论文获国家自然科学基金国家重大科研仪器设备研制专项（11327901）、国家自然科学基金杰出青年基金（11525415）和国家自然科学基金（11674053）资助。PREPARATIONANDPHOTOCATALYTICPROPERTIESOFTUNGSTENTRIOXIDEANDITSCOMPOSITESAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYSHAOZi

3、-qiaoSupervisedbyProf.SUNLi-taoAssociateProf.WanNengSchoolofElectronicScienceandEngineeringSoutheastUniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一

4、同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部

5、分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要在过去的数十年里，水污染对人们的健康产生了严重的危害。光催化降解有机污染物是一种处理水污染问题的有效途径，近年来受到广泛的关注和研究。传统的半导体催化剂比如二氧化钛受其带隙限制，对太阳光中可见波段的光利用率不高。寻找带隙合适、化学性质稳定、在可见光下具有催化活性的材料来代替传统的光催化剂是当前解决该问题的主要途径之一。三氧化钨作为一种常见的半导体氧化物，其带隙为2.8eV，在可见光波段具有良

6、好的光吸收率，并在常温下具有良好的化学稳定性和热学稳定性，引起人们对其光催化性能进行探索。但是研究发现三氧化钨材料内部的光生电子和空穴复合率较高，光催化降解的效率并没有达到预期。对此，本文提出了两种解决思路，第一种思路是调控材料的形貌，增大材料的比表面积，以减少光生电子和空穴在材料表面复合的损耗；第二种思路是通过材料的复合形成半导体间的异质结，在材料内部形成内建的电场，促使光生电子和空穴有效分离。本文利用水热法合成了不同形貌的三氧化钨及三氧化钨/氧化银的复合材料，并采用多种表征方法对其的形貌和性

7、能进行分析。得到的主要结果如下:1.通过水热法制备了棒状的三氧化钨纳米材料。研究表明，材料具有比较好的结晶性，纳米棒的平均直径为200nm，平均长度为5μm，在可见光区域有一定的光吸收度。光催化测试的结果显示其具有一定的光催化活性，60min内大致可以降解溶液中34wt%的亚甲基蓝。2.使用水热法制备不同纳米结构的三氧化钨材料，通过添加模版剂或表面活性剂对材料的形貌进行调控，制备出了纳米颗粒、纳米棒簇、纳米管阵列、纳米棒等不同形貌的三氧化钨材料。结合氮气吸脱附曲线和光催化测试结果，发现比表面积大

8、的材料（纳米棒、纳米管阵列）的光催化性能会明显优于比表面积较小的材料（纳米颗粒，纳米棒簇）。分析表明，材料的比表面积对于其光催化活性有着一定的影响，比表面积越大，材料表面的光催化活性位点也就越多，材料的光催化降解效果也就越好。3.通过分步合成的化学方法制备出三氧化钨/氧化银的复合材料。其中，氧化银以颗粒的形式负载在三氧化钨纳米棒表面形成复合结构。这种复合结构相比于单相的结构具有更大的比表面积，更多的活性位点，有助于其光催化性能的提升。此外，异质结构的引入在材料内部形成内建电场，使光生电子和空穴有