| 等离子体光催化剂及其光催化性能研究 | |
| Alternative Title | 无 |
| 薛建斌 | |
| Thesis Advisor | 李鑫恒 |
| 2018-11-22 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 理学硕士 |
| Department | OSSO国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 物理化学 |
| Keyword | 氧化亚铜 二氧化钛 表面等离子体光催化 可见光光催化 Cuprous Titanium Dioxide Surface Plasmonic Photocatalysis Visible Light Photocatalysis |
| Abstract | 近年来，环境污染、能源短缺等问题日益严重，环境保护和可持续发展成为人类必须考虑的问题。通过研究新型高效的材料体系解决这些问题变得越来越重要，其中光催化技术在解决环境污染与能源危机方面起到了很大的作用。经过几十年的发展，光催化技术在降解有机污染物、光解水制氢、光催化氧化等方面取得了令人瞩目的成果。但在光催化材料中普遍存在光响应范围窄、光生电子-空穴对易复合等诸多问题，导致光催化效率较低，在很大程度上限制了光催化技术的应用。为了解决这些存在的问题，研究人员致力于选择性能优良的材料，对半导体光催化材料进行掺杂，以及半导体复合。 除了这些方法，还出现了一种新兴的等离子体光催化技术，为解决上述问题提供了新的途径。等离子体光催化体系以氧化物半导体为基底，负载贵金属纳米颗粒如Au、Ag、Pd、Pt等。在吸收紫外-可见光时，这些贵金属可以吸收一定范围的特征波长，产生局域表面等离子体共振效应(LSPR)，加速半导体的电子空穴分离，促进光催化反应。同时，半导体也可以吸收紫外和可见光，将激发产生的电子空穴传递到贵金属，达到电子空穴对的分离。其中研究应用最多的半导体是TiO2，但是由于其宽的带隙，不利于可见光的利用。而另一种氧化物半导体Cu2O在可见光下就可以被激发，并且也是环境友好型半导体，Au纳米粒子具有很好的等离子体共振特性。本文主要以Au和Cu2O为研究对象，对等离子体光催化剂及其光催化性能进行了探究。本文的主要内容如下： 第一章主要介绍了等离子体光催化的研究进展和存在的问题，从等离子体光催化剂的概念，主要的催化反应机理，等离子体光催化剂的影响因素以及调变等离子体光催化剂催化性能的方法等方面进行了介绍。最后提出了本文的选题依据和研究意义。 第二章获得了如下创新性成果：通过介绍巯基烷酸自组装有机层连接的Au-(SAMs)-Cu2O的制备方法，通过改变自组装有机层碳链的长度，在Au与Cu2O之间获得不同界面距离的光催化体系，接着比较了不同界面距离的Au-(SAMs)-Cu2O光降解甲基(MO)的光催化活性特点，利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、扫描电镜-X射线能量散射谱(SEM-EDS)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对材料进行了表征，同时利用有限元分析(FEA)模拟计算了纳米颗粒表面的局域电场，并与光催化活性进行了比较。总结了光催化活性的递变规律和有机界面层的调变效果。 第三章获得了如下创新性成果：通过介绍半导体异质结Cu2O/TiO2的光催化性能研究，分别在紫外—可见光下和可见光下观察了催化剂的催化活性，紫外光—可见光下降解MO活性高于TiO2与Cu2O研磨混合物的催化活性；相较于相同条件下制备的Cu2O纳米颗粒，可见光下的光催化活性也明显提升。 第四章对等离子体光催化剂光催化活性调变的方法做了总结，提出了半导体异质结的催化活性提升方法。总结了科研中取得的成果和结论。 |
| Other Abstract | 无 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/25219 |
| Collection | 羰基合成与选择氧化国家重点实验室（OSSO） |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 薛建斌. 等离子体光催化剂及其光催化性能研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2018. |
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