异质结光催化剂的制备与活性研究

【摘要】半导体光催化技术能够将太阳能转化为电能和化学能,能利有效地降解和消除有害污染物,且生产新能源,故而成为环境保护领域及能源开发领域中的研究热点之一。半导体光催化剂有很多,如TiO2、ZnO、CdS、WO3、ZnS、SnO2和Fe203等,但都存在光催化活性低、效率不高的问题。本文通过异质结的方法,使两种半导体催化剂复合形成异质结催化剂,以期发现高活性的光催化剂。本论文主要通过选择不同的方法制备异质结催化剂,意在研究异质结催化剂的活性,并分析高效异质结光催化剂的活性提高与大小、组成成分及外在形貌的内在联系。主要做了以下工作：1、采用浸渍法制备ZnO/TiO2异质结催化剂,通过光催化降解甲基橙模拟有机污染物来评价其光催化活性。结果表明：所制备的异质结催化剂并未表现出高活性,反而比商业化Ti02活性低。再通过模拟太阳光催化分解水制氢实验来评价催化剂活性,结果表明与上述结论一致。2、采用浸渍法制备Co2O3/TiO2异质结催化剂,通过光催化降解甲基橙模拟有机污染物来评价其光催化活性。结果表明：所制备的异质结催化剂并未表现出高活性,反而比商业化TiO2活性低。再通过模拟太阳光催化分解水制氢实验来评价催化剂活性,结果表明与上述结论一致。3、采用浸渍法制备WO3/TiO2异质结催化剂,通过模拟太阳光催化分解水制氢实验评价其活性。结果显示,复合催化剂使得光催化分解水制氧活性有所提高,其中以10%-WO3/P25(wt%)的复合催化剂光催化产氧量最高,为281μmol/h·g,高出单一催化剂W03和P25的产氧量分别为116μmol/h·g,97μmol/h·g。4、采用一步合成法制备ZnO/ZnGa2O4异质结催化剂,通过紫外光催化降解甲基橙实验评价其活性,并通过TEM、SEM、XRD等系列表征测试所合成样品的组成、形貌和表面物理化学性质。结果显示,复合催化剂的光催化活性相对得到提高,其中以20%-ZnO/ZnGa2O4(wt%)的复合催化剂光催化降解率最高,为72%/h,高出单一催化剂ZnO和ZnGa2O4的降解率5%/h和40%/h。通过实验研究,以上4种异质结催化剂,活性高低不一,说明并非任意两种半导体催化剂复合形成的异质结能够提高光催化活性。
【作者】王婷；
【导师】刘万毅；
【作者基本信息】宁夏大学，化学工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】光催化；浸渍法；异质结催化剂；制氢；降解甲基橙；

【参考文献】
[1]王榛,门瑢.会计准则改革、股权性质与股权资本成本[J].中国商贸,2014,15:84-85.
[2]苏志兰.滑模施工技术在群体筒仓中的应用研究[D].华侨大学,施工管理（专业学位）,2013,硕士.
[3]季赛,沈星,沈超.基于粗糙集的CBR检索在天气预测中的应用[J].计算机工程与设计,2005,11:40-43.
[4]姜思思.石墨烯复合材料的制备及在传感器中的应用[D].江南大学,2014.
[5]闫小喜,韩崇昭.基于目标出生强度在线估计的多目标跟踪算法[J].自动化学报,2011,08:963-972.
[6]程凯韬.智能无线消防应急灯指示系统的关键技术研究[D].杭州电子科技大学,控制工程,2013,硕士.
[7]方军.大功率LED用COB陶瓷基板的制备及封装性能[D].南京航空航天大学,材料学,2013,硕士.
[8]陈振东,孙优贤.一类多变量系统的H~∞控制的工程设计方法[J].自动化学报,1995,02:189-193.
[9]赵连勤,张孝亮,谢静茹,禹宝伟,吴蕊含,杨胜韬.水热法制备三氧化二铝掺杂石墨烯泡沫[J].西南民族大学学报(自然科学版),2014,06:849-852.
[10]杨昱梅,姜富元.新时期加强和改进高校学生党员培养工作的对策研究[J].经营管理者,2014,05:348.
[11]何肖蒙.智能变电站组网方案设计与研究[D].武汉理工大学,电力电子与电力传动,2013,硕士.
[12]代彦.UV照射对酵母生长的影响及酵母衍生物的制备[D].天津科技大学,发酵工程,2004,硕士.
[13]陈辉.恩诺沙星粉治疗猪传染性胸膜肺炎的药效学及安全性评价初步研究[D].南京农业大学,基础兽医学,2012,硕士.
[14]范鹏.沈阳水务集团中层管理人员薪酬体系的优化研究[D].天津商业大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[15]解振海.折射率、温度及故障定位新型光纤传感技术研究[D].华中科技大学,光学工程,2013,硕士.
[16]方吉六.哈尔滨电表仪器厂电度表产品概况及其发展[J].电测与仪表.1985(01)
[17]崔宇.含氟碳链及手性基团液晶聚合物的合成[D].东北大学,有机化学,2009,硕士.
[18]马骞恒.台儿庄清御园酒店竞争战略研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[19]陈紫源.城镇化过程中创业环境与农民工创业意向的关系研究[D].苏州大学,应用心理学（专业学位）,2014,硕士.
[20]张振.新型纳米复合材料在电化学传感器中的应用研究[D].上海大学,钢铁冶金,2014,博士.
[21]陈冬.东亚区域经济一体化的新思路[D].云南财经大学,世界经济,2014,硕士.
[22]李凌浩.武夷山甜槠林生态系统的养分平衡研究[J].植物生态学报,1998,03:2-10.
[23]张改萍.重力SHS分离法制备（ZrO_2+Al_2O_3）复相陶瓷内衬管工艺的研究[D].长安大学,材料加工工程,2013,硕士.
[24]陈世波.温度调控对刺参休眠期生长和体壁成分的影响[D].上海海洋大学,水生生物学,2014,硕士.
[25]刘涛.搜索引擎“网页快照”服务的侵权问题研究[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[26]冯素燕.高中英语课堂上教师与学生的错误观及纠错方式的研究[D].河北师范大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[27]张成凤.船用液压起重机波浪作用下工作状态的动态特性研究[D].武汉理工大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[28]崔飞.基于功能化石墨烯构建电化学传感器及免疫传感器[D].山东大学,分析化学,2013,硕士.
[29]苏丹.辽朝使宋国信使研究[D].吉林大学,中国古代史,2014,硕士.
[30]邓爽.金融检察制度研究[D].四川省社会科学院,经济法学,2014,硕士.
[31]杨仁锋,姜瑞忠,刘世华,张晓亮,刘海成.特低渗透油藏非线性渗流数值模拟[J].石油学报,2011,02:299-306.
[32]寿华好,黄永明,闫欣雅,缪永伟,王丽萍.两条代数曲线间Hausdorff距离的计算[J].浙江工业大学学报,2013,05:574-577.
[33]应晓芸.我国A股市场和美国国债市场间的溢出效应研究[D].山东财经大学,金融学,2014,硕士.
[34]邹本涛.高速列车制动装置的温度场与热应力耦合分析[D].兰州理工大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[35]李旭.大型车间火灾应急疏散研究[D].首都经济贸易大学,安全工程（专业学位）,2014,硕士.
[36]佟绍成,李庆国,柴天佑.基于神经网络的一类非线性系统自适应输出跟踪[J].自动化学报,2000,03:296-302.
[37]苏阳.10MN缸动式单臂快锻液压机本体结构设计及拓扑优化[D].燕山大学,材料加工工程,2014,硕士.
[38]滕志飞.风光互补分布式发供电系统设计与研制[D].沈阳工业大学,电气工程,2013,硕士.
[39]张南.《人物志》与人物品鉴[D].西南大学,美学,2013,硕士.
[40]王坚.常州供电公司绩效管理的实践与思考[D].南京理工大学,2004.
[41]王亚峰,何世英,吴能.非晶材料及其应用[J].传感器世界.2005(11)
[42]刘强,蔡泽祥,刘为雄,曾耿晖.交直流互联电网暂态功率倒向及对继电保护的影响[J].电力系统自动化,2007,07:34-38.
[43]李慧娟.求解广义线性互补问题的几种算法及收敛性研究[D].山东师范大学,应用数学,2013,硕士.
[44]何杨.掺杂纳米ZnO改性PVDF超滤膜的制备及特性研究[D].华侨大学,环境工程,2013,硕士.
[45]杨闻笑.所得税盈余管理和内部控制自我评价研究[D].天津财经大学,会计学,2012,硕士.
[46]余继刚.海洋微生物来源α-淀粉酶AmyP的结构与功能初探[D].安徽大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[47]逄瑜.替代对照品法在中药大黄及部分含大黄制剂中的质量控制研究[D].中国食品药品检定研究院,药物分析,2014,硕士.
[48]喻皓.农村抵押融资：担保公司介入的效用与重庆的实践[D].重庆大学,金融学,2014,硕士.
[49]徐桂英,王永骥,熊中柱,何国帧,陈毓珊,胡俞安.网带式连续烧结炉炉温及网带速度微机控制系统[J].冶金自动化,1994,04:14-17.
[50]孔天恒.基于Radar-scanner/INS的微小型旋翼无人机室内组合导航与控制的研究[D].浙江大学,2014.