论文部分内容阅读
能源危机的突显和环境污染等已成为当今社会迫切解决的问题，需要人们去寻找一些高效的光催化剂，以及提高其性能。基于能将太阳能转化为化学能的半导体光催化技术能利用太阳光分解水制备氢气提供一种清洁能源，还可降解污染物解决环境问题。目前，已有大量关于改性传统光催化剂，和开发新型光催化剂的研究，但有关于硼酸盐的光催化性质研究还比较少。由于InBO3这个化合物具有较好的光降解污染物性能，而且具有一定的光解水制备H2和O2的能力，引起了我们的关注。由此，本论文通过分析目前能探究提高光催化剂性能的理论依据，围绕着铟硼酸盐这个体系，主要尝试使用不同的方法合成InBO3化合物，和尝试往InBO3化合物中掺杂一些金属元素等，然后再通过结构表征，和光催化性能的表征实验。所取得的一些研究工作，主要如下： 参考文献：合成H2InB5O10化合物以及煅烧后得到的产物InB5O9和InBO3化合物，然后对其进行了光催化性能的表征。结果表明，H2InB5O10作为光催化剂，相对于煅烧得到的产物，具有一定的光催化效果。 然后，对于InBO3化合物，（a）首先尝试通过水热法合成了InBO3化合物，并对其进行了光解水性能的对比研究。研究表明，使用水热法合成的样品，相对于高温固相法和溶胶凝胶法合成的InBO3样品，光催化性能相对优异。还有，参考文献的方案，使用高温固相合成的方法，对比了在不同的煅烧温度下得到的InBO3样品的光解水制备H2的性能。通过催化效果表明，煅烧温度的不同，影响了样品的结晶度，从而改变了光催化剂性能。(b)使用水热法、高温固相法和溶胶-凝胶法等，对InBO3化合物进行了掺杂Ga和Fe等元素的尝试实验，并对其进行了结构表征，以及一系列的性能测试。结果表明，在InBO3化合物的结构中，Ga或Fe元素的掺杂含量可以达到很高，但得到的化合物并不能提高光解水制备H2的产率。但是，InBO3掺杂Fe元素得到的化合物，对于NO3-的还原反应，表现出一定的催化效果。还有，使用高温固相法，进行了在InBO3的结构中掺杂其它元素的尝试实验，并通过其结构和性质表征。 最后，参考文献：合成已知的MgInBO4化合物，并对其进行了亚甲基兰溶液降解实验表征，结果显示，MgInBO4化合物没有光催化活性。另外，尝试用水热法合成了有关于钾的铟硼酸盐，并对合成的未知化合物进行初步的表征，但其结构等有待进一步的深入研究。