【摘 要】
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随着社会的飞速发展,能源和环境问题日渐突出。工业化造成的有机和无机有毒化合物的积累导致水、空气和土壤质量恶化。这些有毒化合物影响生态系统,进而影响人类健康。今天,清洁的水、空气和土壤对改善人类生存条件具有重要意义。在各种环境修复方法中,利用光催化半导体材料和可再生太阳能降解污染物被认为是最有前途的环境修复绿色技术之一。对于光催化降解污染物来说,光生电子-空穴对（PEH）复合率高,低的PEH迁移率,
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随着社会的飞速发展,能源和环境问题日渐突出。工业化造成的有机和无机有毒化合物的积累导致水、空气和土壤质量恶化。这些有毒化合物影响生态系统,进而影响人类健康。今天,清洁的水、空气和土壤对改善人类生存条件具有重要意义。在各种环境修复方法中,利用光催化半导体材料和可再生太阳能降解污染物被认为是最有前途的环境修复绿色技术之一。对于光催化降解污染物来说,光生电子-空穴对（PEH）复合率高,低的PEH迁移率,以及低的太阳能利用率,严重限制半导体的光催化活性。本论文通过结合压电光电子学（PPs）效应和局域表面等离子体共振（LSPR）效应改善半导体的光催化活性。本论文设计了一种Au和Pt纳米颗粒（NPs）共同负载的Au/Zn O/Pt纳米棒阵列,其中较大的Au纳米颗粒主要位于Zn O顶部,较小的Pt纳米颗粒均匀分布于Zn O。Au/Zn O/Pt在光的激发下,位于Zn O顶部的Au NPs诱发LSPR效应,进而转化为热电子越过势垒到达Zn O的导带。同时Zn O上光生电子从价带跃迁进入导带,向Pt NPs迁移。Pt NPs负载在Zn O表面充当电子受体,俘获电子并促进PEH的分离和迁移。由于Pt的功函数比Au大,即Pt的费米能级低于Au,这里电子通过Zn O从Au向Pt转移。另外,Zn O在超声的刺激下诱发产生压电势,从而促进光生空穴和光生电子的分离以顺应压电势的方向输运,进一步促进氧化还原反应的进行。当PPs效应和LSPR效应同时作用时,Au/Zn O/Pt在60分钟内可催化降解97.5%的染料,相对于Au/Zn O/Au、Pt/Zn O/Pt和Zn O分别提高了1.2、1.36和1.79倍。具有PPs效应和引导费米能级排列的独特的等离子体双金属异质结构可以引导载流子的定向迁移,实现了高效催化剂用于污染物降解的应用。
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