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近年来,利用光催化技术解决能源短缺与环境污染问题引起了人们的广泛关注。在光催化过程中,半导体光催化剂表面会在光的照射下产生载流子(e-和h+),其中的e-可以使水分解产生氢气,h+能够氧化有害的有机污染物,使其转化为无害的小分子物质。因此,需要开发出高效的光催化剂用于分解水产氢和去除有害污染物。本论文通过构建单Z型ZnTiO3/Zn2Ti3O8/ZnO三元异质结复合光催化剂,运用一系列的表征方法探究了煅烧温度、钛元素含量及醇热温度对单Z型结构及其光催化性能的影响,并进一步研究了 Cu纳米粒子(Cu NPs)的局域表面等离子共振(LSPR)效应对其光催化性能的影响。主要研究内容如下:1.在钛酸正四丁酯的加入量为4.0 mL和醇热温度为180℃的条件下,采用醇热-煅烧的方法合成不同煅烧温度(400,500,600,700,800℃)的三元异质结光催化剂ZnTiO3/Zn2Ti3O8/ZnO(简称为 ZTO-W,其中 ZTO 代表 ZnTiO3/Zn2Ti3O8/ZnO,W 代表不同的煅烧温度),主要探究不同的煅烧温度对其物相结构和光催化性能的影响。单Z型电子转移机制相比传统异质结使得该光催化剂具有更强的氧化还原能力,并且有效地促进了光生载流子的分离,从而实现高效的光催化性能,其中样品ZTO-700在光催化降解罗丹明B(Rh B)、还原Cr(VI)与光解水产氢(H2)方面分别是ZnTi03的3.8倍、13.3倍和11倍。2.在煅烧温度为700℃的条件下,分别合成不同钛酸正四丁酯的加入量(2.8,3.4,4.0,4.6,5.2 mL)和不同醇热温度(120,140,160,180,200℃)的 ZnTiO3/Zn2Ti3O8/ZnO 异质结光催化剂(分别简称为X-ZTO和Y-ZTO,其中X代表不同的钛酸正四丁酯加入量(mL),Y代表不同的醇热温度(℃),ZTO代表ZnTiO3/Zn2Ti3O8/ZnO),主要探究不同的钛酸正四丁酯加入量和不同的醇热温度对其物相结构和光催化性能的影响。不同的钛酸正四丁酯加入量和不同的醇热温度分别会影响该异质结光催化剂的物相主体和形貌特征,使得该光催化剂在降解Rh B、还原Cr(VI)以及光解水产氢方面表现出不同的光催化性能。3.采用光化学沉积法将Cu纳米粒子(Cu NPs)沉积在ZnTiO3/Zn2Ti3O8/ZnO光催化剂上,得到光催化剂Cu NPs-ZnTiO3/Zn2Ti3O8/ZnO(简称为Cu-ZTO)。在Cu NPs的局域表面等离子共振(LSPR)效应影响下,ZnTiO3/Zn2Ti3O8/ZnO光催化剂在可见光区域的光响应能力进一步提升,同时促进了 e-向Cu NPs的转移,有效地提高了光生载流子的分离效率。其中样品4.7%Cu-ZTO在光催化降解Rh B和还原Cr(Ⅵ)方面分别是ZTO的3.2倍和5.3倍,而样品3.1%Cu-ZTO的产氢性能是ZTO的19倍。