【摘 要】
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随着新型碳材料石墨烯(Graphene)的出现,其作为改性剂在光催化领域展现出相当的应用潜力后,研究人员近几年报道了数个石墨烯基光催化纳米材料的制备及应用成果,但是截至现在,绝大部分石墨烯基光催化纳米材料都是二元体系,也就是说石墨烯仅仅和一种组分复合,这无疑限制了石墨烯结构优势的发挥.考虑到这一点,制备三元甚至多元石墨烯基光催化纳米材料或许可以成为未来石墨烯基光催化纳米材料新的发展方向[1]本文以
【机 构】
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西北大学化工学院 西安 710069 西北大学物理学系 西安 710069
【出 处】
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第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议
论文部分内容阅读
随着新型碳材料石墨烯(Graphene)的出现,其作为改性剂在光催化领域展现出相当的应用潜力后,研究人员近几年报道了数个石墨烯基光催化纳米材料的制备及应用成果,但是截至现在,绝大部分石墨烯基光催化纳米材料都是二元体系,也就是说石墨烯仅仅和一种组分复合,这无疑限制了石墨烯结构优势的发挥.考虑到这一点,制备三元甚至多元石墨烯基光催化纳米材料或许可以成为未来石墨烯基光催化纳米材料新的发展方向[1]本文以石墨粉为原料,通过改进的Hummer氧化法.[2]制备氧化石墨(GraphiteOxide),对其超声分离得到澄清的氧化石墨烯溶液(Graphene Oxide),再以商业TiO2(P25)和Cu(NO3)2为前驱体,利用微波辅助法制备了Cu-TiO2-Graphene三元复合纳米材料,实验结果表明,相比二元复合纳米材料TiO2-Graphene,Cu表面等离子效应进一步提高了TiO2的光催化降解水制氢效率,最高达到了2.3 mmol/g,如图2 所示.
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TiO2是沙尘颗粒中的重要成分(含量0.1 wt ％—10 wt ％),它的光催化活性使其对大气中的痕量气体的光化学反应有重要的影响[1].沙尘颗粒在大气中经过长距离传输和老化,表面会吸附有硝酸盐、硫酸盐和有机物等二次物种,这些物质会影响沙尘颗粒的表面性质和反应活性[2].甲醛(HCHO)是大气中典型的挥发性有机物污染物之一.
本文以聚苯乙烯微球为模板通过溶胶-凝胶法在玻璃基底上负载了有序大孔Bi2O3/TiO2薄膜。由于Bi2O3的敏化作用以及所形成的Bi2O3-TiO2异质结结构降低了薄膜中光生电子空穴的复合效率,有效增强了薄膜在可见光区的光响应。同时,Bi2O3/TiO2薄膜的有序大孔结构有利于光的多次反射,从而促进了催化剂对光的捕获。大孔结构亦有效提高薄膜的表面亲水性,降低了反应物的扩散限制,有利于反应物的吸附。
利用半导体光催化技术降解和消除环境中有机污染物已引起了人们的广泛关注和重视.TiO2化学性质稳定,催化活性高,氧化能力强,无毒价廉,来源广泛.自本多见一和藤岛昭发现它的可见光产氢性能以来,TiO2一直被认为是最有发展潜力的光催化半导体材料.然而,TiO2实际应用中,仍存在着两个限制因素[1]：(1)TiO2 的可见光响应能力低,不能充分有效地利用太阳光；(2)半导体光生电子空穴对易复合,导致光量子
钙钛矿型复合氧化物ABO3 由于具有独特的电磁性质和氧化还原催化活性,引起了人们极大的重视和关注,1998 年K.I.Kobayashi等人在nature上报道了双钙钛矿结构(AB’B’’O6)多晶材料Sr2FeMoO6有巨磁电阻以后[1],对双钙钛矿型氧化物的研究也成为一大热点.但到目前为止,将双钙钛矿型氧化物应用于光催化的研究还较少[2-3],尤其是光催化降解苯酚等酚类物质的报道.本文采用溶胶
富勒烯衍生物作为重要的受体材料,在聚合物太阳能电池中有着非常广泛的应用[1].但是富勒烯衍生物一般为多种异构体的混合物,目前研究者对于不同异构体的光电性能研究较少[2,3].我们合成了茚与C70的单加成衍生物(IC70MA),双加成衍生物(IC70BA)和三加成衍生物(IC70TA).利用高效液相色谱对双加成衍生物进行分离,得到了两个不同的IC70BA异构体.不同异构体衍生物的最低未占据轨道(LU
目前在聚合体太阳能电池研究中，被广泛使用的理想器件结构为本体异质结结构。通过给受体混合，在活性层内部可以有大量的给体/受体界面，这就大大降低了因激子扩散距离短而造成的淬灭[1-2]。 但是这同样导致了一个问题，在活性层与阳极的接触界面中，会有大量的受体材料(PCBM)与阳极界面接触。我们通过在活性层与阳极之间旋涂一层共轭聚合物(P3HT)， 制备了结构基于P3HT/P3HT：PCBM的本体异质结结
近年来石墨相氮化碳(g-C3N4)因其具有优良的光电学性质,良好的稳定性,在光催化领域受到人们的广泛关注.但其作为光催化剂还有不足,如带隙宽度为2.7eV[1],在波长小于420nm范围才有响应,如何拓宽光响应范围增强光催化性能一直是光催化领域的研究热点与难点.本文以三聚氰胺为原料通过高温烧结法在600℃下制备得到层状氮化碳[2],再将层状氮化碳进一步处理得到具有原子级厚度的单层g-C3N4,其比
2010 年J.H.Ye研究小组发现了一种高光催化量子产率[1]的可见光催化剂Ag3PO4,而通过形貌调控暴露出高活性晶面来提高光催化活性是目前研究的热点之一[2].本文以硝酸银和磷酸氢二钠为主要原料,通过调节氨水加入量实现了对产物形貌的微结构调控,利用简单的液相沉淀反应制备出了暴露高{110} 面的四足状[3]Ag3PO4黄色光催化剂.实验结果表明随着氨水加入量的增加Ag3PO4由球状变为四足状
近年来,石墨烯基一维半导体复合材料作为一种新型光催化剂,因兼具石墨烯良好的导电性、独特的二维结构和高透光性以及一维半导体特殊的电子性质等优点而应用于光催化领域的研究[1,2]。研究表明,对石墨稀修饰、改性,尤其是通过化学对石墨稀进行掺杂,能够显著提高其导电性能,从而提高石墨稀基纳米复合材料的光催化活性[3]。氮原子半径与碳原子相近,且含有5 个价电子,能与石墨烯形成稳定的价键,因而被认为是一种理想
载钛羟基磷灰石(TiHAP)是一种新型的光催化材料,具有良好的吸附性和光催化活性[1,2].研究中使用TiHAP粉体光催化还原六价铬,与市售的P25-TiO2样品进行了比较,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见光谱(UV-vis)对样品的形态和结构进行了表征.采用溶胶凝胶法在ITO导电玻璃上制备出TiHAP薄膜和TiO2薄膜,以TiHAP薄膜作为光阳极,Ti网作为光阴极,进行