【摘 要】
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随着当今社会的进步和工业化的发展,环境和能源的问题日渐突出,其中水资源污染就是一个巨大的问题。半导体催化作为一种高效、安全、绿色环保的环境友好型净化技术,为处理各类水资源污染物提供了一个可行的方法。然而,目前半导体催化仍然存在反应效率较低的问题,其中载流子的分离效率是一个非常重要的影响因素。通过在材料中构建内建电场,能够有效提高载流子分离效率,从而提高半导体材料的催化效率。本文针对半导体材料中电子
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随着当今社会的进步和工业化的发展,环境和能源的问题日渐突出,其中水资源污染就是一个巨大的问题。半导体催化作为一种高效、安全、绿色环保的环境友好型净化技术,为处理各类水资源污染物提供了一个可行的方法。然而,目前半导体催化仍然存在反应效率较低的问题,其中载流子的分离效率是一个非常重要的影响因素。通过在材料中构建内建电场,能够有效提高载流子分离效率,从而提高半导体材料的催化效率。本文针对半导体材料中电子空穴分离效率较低的问题,通过表征材料的结构和有关催化性能,研究了在半导体材料中有效构建内建电场的方式,并探索了内建电场对材料催化效率的影响,研究结果可以有效指导高催化性能半导体催化材料的设计。本文主要的研究内容包括以下两个部分:（1）通过静电纺丝法制备TiO2纳米纤维,在紫外光为光源的情况下,探究静电纺丝参数、热处理温度、同质结等因素对纳米纤维形貌、晶相与催化降解罗丹明B染料性能的影响,并探究其反应机理。研究发现当纺丝电压为20 kV,接收距离为20 cm,推进速度为0.4 mL/h,PVP添加量为1.4 g,且热处理温度为550℃时制备的TiO2纳米纤维结晶度高且形貌良好,且金红石相与锐钛矿相之间的同质结,在不同物相的TiO2之间形成内建电场,具备较好的罗丹明B催化降解性能。（2）通过静电纺丝法制备BaTiO3/TiO2纳米纤维,在紫外光为光源的情况下,同时通过超声振动,探究BaTiO3/TiO2摩尔比、压电效应、异质结结构等因素对BaTiO3/TiO2纳米纤维催化性能的影响,并探究其反应机理,为催化降解有机染料废水提供一种高效、可行的材料设计模式。研究发现,复合材料的异质结、压电效应所构建的内建电场对TiO2纳米纤维的催化性能均起到提升作用,且复合材料具有良好的循环稳定性。
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