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当前,全球正面临着能源短缺、环境恶化等问题的严峻挑战,解决这些问题迫在眉睫。光催化具有光分解水制氢、光降解有机污染物等功能,利用光催化材料可以将太阳能转化成易储存的氢能,可以利用太阳能降解和矿化环境中的各种有机和无机污染物,因此光催化在解决能源问题、环境问题等方面有重要的应用前景。但是,以二氧化钛为代表的传统光催化材料在应用中存在很多问题,如:带隙宽,只能利用太阳光中的紫外光,量子产率低,光生电子和空穴易复合等。为了提高光催化材料在氢能源生产、环境净化方面的应用,待研发出新一代光催化材料。相比二氧化钛,氧化亚铜和钒酸铋是二种高效的可见光光催化剂,它们的禁带宽度较窄,且能被可见光激发,因此在光催化技术方面有很好的应用前景,从而引起了研究者的广泛研究。本文的主要内容如下: 第一章是背景介绍和相关工作的最新进展。首先从半导体能带理论入手,介绍了半导体光催化机理及其影响因素,其次简要介绍了可见光光催化材料Cu2O,接着介绍了贵金属的表面等离子体共振现象、表面等离子体光催化材料的增强机理及其最新研究进展。最后说明了本论文的选题意义及主要研究内容。 第二章是Pd/Cu2O立方体等离子光催化剂的制备及其光催化性能研究。通过湿化学法合成出Cu2O立方体,光致还原法制备出了Pd/Cu2O表面等离体体光催化材料。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及紫外-可见吸收光谱对光催化材料进行了结构及光学性能表征;以甲基橙降解模型化合物,评价了Pd/Cu2O表面等离子体光催化材料在可见光条件下的的光催化降解性能;通过在紫外光条件下降解甲基橙验证了Pd的等离子共振效应,并对其机理进行了解释。 第三章是片状Au/Cu2O等离子光催化剂的制备及其可调节的光学性能研究。采用湿化学法和光致还原法合成Au/Cu2O表面等离体体光催化材料,并可以通过改变前驱体HAuCl4的含量,达到调控Au纳米片尺寸;利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及紫外-可见吸收光谱计对光催化材料进行表征;通过降解甲基橙评价了片状Au/Cu2O表面等离子体光催化材料的光催化性能,并对其光学性能进行了研究。结合贵金属的表面等离体共振效应和金属/半导体形成的肖特基接触对其机理进行了解释。 第四章介绍了Pd/BiVO4等离子体光催化剂的制备及其光催化性能的研究。通过水热法制备出BiVO4十面体,光致还原法合成Pd/BiVO4表面等离子体光催化材料;利用X射线粉末衍射,扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱对光催化材料进行表征;通过降解罗丹明B和甲基橙溶液评价了Pd/BiVO4表面等离子体光催化材料的光催化性能,并对其机理进行了解释;通过在紫外光条件下降解罗丹明B验证了Pd的等离子共振效应。 第五章是Pd/Cu2O和Fe2O3/Cu2O等离子体光催化剂的选择性沉积及其光催化性能研究。采用光致还原的方法,通过改变前驱体Na2PdCl4(或FeSO4·7H2O)的含量,可以将金属Pd或Fe2O3选择性沉积在Cu2O截角八面体的不同晶面上。利用X射线粉末衍射、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见吸收光谱对光催化材料进行表征;通过降解甲基橙溶液评价了不同负载量的Pd/Cu2O和Fe2O3/Cu2O表面等离子光催化材料的光催化性能并对其机理做出了解释。 第六章是对本论文的工作进行了总结,以及对未来的研究工作进行了展望。