一、新颖的常温光催化技术（论文文献综述）
张鹏飞[1]（2021）在《铋基一维复合材料的制备及其光催化性能研究》文中研究说明随着工业化和城市化的迅速发展推进,环境污染和能源短缺的问题显得日益突出和棘手,为了解决这两大难题,人们施行了多种措施,其中,光催化技术因其高效、低成本、环境友好和反应条件温和等优点,受到广泛关注和研究。BiOI作为卤氧化铋（BiOX）的一种,具有特殊的层状结构和良好的可见光响应能力。但是,BiOI因其窄的带隙,光生电子和空穴易于复合,光催化性能受到限制。同时,传统的粉体催化剂在反应过程中易损失且难回收,针对这些缺点,本论文通过将BiOI与Bi2O3、BiOCl和BiVO4等半导体构筑异质结来降低光生电子和空穴的复合率,同时,以一维高分子纤维为载体,克服了粉体催化剂易流失的缺点,通过在可见光照射下降解有机污染物来评价复合材料的光催化性能和化学稳定性,并提出了可能的光催化机理。（1）通过静电纺丝、溶剂热和高温煅烧法,制得Bi2O3中空管,随后在KI水溶液中进行离子交换,制得Bi2O3/BiOI复合催化剂。通过SEM表征,观察到制备的Bi2O3/BiOI复合催化剂呈中空管状形貌,纳米片呈交叉状负载在中空管的表面。通过XRD和XPS表征分析了Bi2O3/BiOI异质结的形成,通过荧光光谱、瞬态光电流和阻抗表征证实了复合催化剂的形成可以提升光生电子和空穴的转移和分离效率。Bi2O3/BiOI复合催化剂表现出良好的降解盐酸四环素（TC）的性能,在2 h可见光照射下,复合催化剂BB-4对于TC的降解效率达到85%,在第四次循环降解中,降解效率保持在75%左右。此外,复合催化剂对其他的抗生素类污染物也有较好的降解活性,通过捕获实验得知降解TC主要的活性物种为·O2-和h+,由此提出了相应的直接Z型异质结光催化机理。（2）结合静电纺丝和一锅溶剂热法制得BiOCl-BiOI/PAN NFs复合催化剂,一维高分子纤维为载体,纳米片均匀且致密的负载在纤维的表面。通过降解罗丹明B（Rh B）和盐酸四环素（TC）评价了复合催化剂的光催化性能。在1 h可见光照射下,复合催化剂ICl-31对于Rh B的降解效率达到98.7%,2 h可见光照射下,对于TC的降解效率达到82.1%,在第4次循环降解中,催化剂对Rh B和TC的降解效率分别保持在94.5%和78.5%,形貌和晶体结构未发生明显变化,表明催化剂具有良好的稳定性。捕获实验说明主要的活性组分为·O2-,由此提出了可能的直接Z型异质结光催化机理。（3）首先结合静电纺丝和溶剂热法制得BiOI/PAN NFs,然后进行二次溶剂热,在体系中加入V（acac）2,进行离子交换,得到BiVO4-BiOI/PAN NFs复合催化剂,花状微球均匀的生长在PAN纤维上。通过XRD、XPS、UV-Vis和PL等表征手段研究了催化剂的形貌、结构、物质组成和光学性质等。通过在可见光照射下降解TC考察了复合材料的光催化性能,复合催化剂的光催化降解性能要明显优于单纯的BiOI/PAN NFs和BiVO4。此外,还分别降解了罗丹明B、盐酸金霉素、双酚A和苯酚等有机污染物,均具有较好的降解效果,表明复合催化剂具有一定的普适性。捕获实验表明降解TC过程中,主要的活性组分为·O2-和·OH,并提出了相应的直接Z型光催化机理。由于高分子纤维载体的存在,该复合催化剂具有良好的稳定性,容易从反应体系中回收再利用。综上所述,通过将Bi2O3、BiOCl和BiVO4分别与BiOI复合构筑异质结,可显着提升光生电子和空穴的分离效率,进而提升光催化性能,由于高分子纤维的存在,复合催化剂的循环稳定性提升,易于从反应体系中分离回收,在实际应用中发挥更大优势。
王欣月[2]（2021）在《提高石墨相氮化碳光催化氧化和还原性能的新策略探究》文中指出半导体光催化技术因其绿色、高效、节能和不产生二次污染等优点在环境修复领域备受瞩目。光催化技术的关键科学问题是开发高效、稳定和廉价的可见光响应的光催化剂。在已报道的半导体光催化剂中,石墨相氮化碳（g-C3N4）聚合物呈现出许多独特和诱人的优点,如?-共轭结构、带隙较窄和可见光响应较强、光和化学稳定性高以及廉价易得和易于功能化修饰。因此,g-C3N4被认为是新一代具有可见光响应的理想光催化剂的候选者,在光催化去除水中污染物领域呈现巨大的应用潜力。然而,传统方法制备的体相g-C3N4存在比表面积小、氧化能力中等、可见光利用率低和光生载流子易复合等问题,严重限制了其实际应用。针对g-C3N4存在的不足,本篇博士学位论文致力于设计多种新颖的提高g-C3N4光催化氧化还原性能的策略,通过表面功能化、共价修饰和表面缺陷工程等手段,成功制备了一系列改性的g-C3N4光催化剂。然后,对以上光催化剂的组成和结构、形貌、表面物理化学性质以及光学性质进行了详细的表征。最后,系统研究了以上催化剂在模拟太阳光或可见光辐射下去除水中难降解有机污染物和高价态有毒重金属的活性,揭示了改性g-C3N4催化剂表界面性质和本征结构与其光催化活性之间的关系,并将实验结果与密度泛函理论（DFT）计算相结合,深入探讨了目标光催化反应的机理。此外,还对催化剂的循环使用性能进行了详细的评价。本论文工作为设计制备高效可见光响应的光催化剂提供了重要的指导,并为高效去除水中有机和无机污染物提供了新途径。论文的具体研究内容如下。1.以尿素合成的石墨相氮化碳（UCN）为前驱体,通过在不同浓度的Na OH水溶液中水解UCN并结合透析自组装过程,成功制备了一系列羟基表面修饰且具有互连开放骨架结构的g-C3N4纳米片（HUCNs）。HUCNs呈现高于UCN的模拟太阳光光催化还原Cr（VI）的活性。而且,用3 mol L-1 Na OH水溶液处理UCN得到的3.0-HUCN显示最高的光催化还原Cr（VI）的活性。当用波长大于320 nm的模拟太阳光照射45分钟后,3.0-HUCN对Cr（VI）的去除效率达99.8%,其还原Cr（VI）反应的表观一级速率常数为UCN的13.4倍。HUCNs优异的光催化还原活性归因于羟基的表面修饰,这不仅促进了Cr（VI）在其表面的吸附,同时加快了光生电子与空穴的分离;另外,开放式骨架结构有利于光生电子向其表面的迁移并增加活性位点的暴露机会;而且,HUCNs的CB带边电位更负,因此,其光生电子的还原能力更强。HUCNs还具有良好的循环使用性能,连续使用五次后,可基本保持光催化还原Cr（VI）的活性无明显损失。2.通过水溶液中苝四羧酸二酐（PTCDA）和g-C3N4的一步亚胺化反应,成功制备出一系列PTCDA与g-C3N4不同重量百分比（0.5-30%）的PDI/GCN异质结光催化剂。在PDI/GCN异质结中,PTCDA与g-C3N4发生表面杂化,在二者的界面间,PTCDA与g-C3N4通过O=C-N-C=O共价键相连接。PDI/GCN对水中对硝基苯酚（PNP）和左氧氟沙星（LEV）的降解呈现不同的可见光光催化活性。其中,PTCDA和g-C3N4的重量百分比为1%时制备的1%PDI/GCN异质结对目标污染物呈现最高的可见光光催化降解和矿化能力,其光催化氧化活性显着高于体相g-C3N4、商用P25 Ti O2和其它PDI/GCN异质结。当用波长大于400 nm的可见光照射45和15分钟后,1%PDI/GCN可完全降解PNP和LEV;光照360和480分钟后,1%PDI/GCN降解PNP和LEV体系的总有机碳（TOC）的去除率分别达到100%和55.6%;可见光照射360和480分钟后,经过1%PDI/GCN的光催化氧化,PNP和LEV降解液对费氏发光菌的毒性抑制率分别降至0.9%和10%。PDI/GCN异质结增强的可见光光催化氧化活性归因于PTCDA与g-C3N4之间的表面杂化作用,从而有效促进了界面间光生载流子的迁移和分离,使异质结光催化体系中产生了丰富的活性物种,如超氧阴离子自由基（·O2-）、羟基自由基（·OH）和光生空穴(h+VB)。这些具有强氧化能力的活性物种可以将PNP和LEV深度氧化为CO2、H2O和无机阴离子。PDI/GCN异质结还具有优异的循环使用性能,循环使用5次后,可基本保持其光催化氧化PNP和LEV的活性无损失。3.设计原位尿素与少量丙二酰胺预组装-热诱导共聚合新路径,成功将桥联碳（-CH2-）和结构边缘缺陷同时引入到g-C3N4的骨架结构中,制备出一系列桥碳联和结构边缘缺陷共修饰的g-C3N4纳米片（CBCN）。其中,通过调节丙二酰胺的加入量（5、20和60 mg）,可以调控桥联碳和结构缺陷的数量。在波长大于400 nm的可见光照射下,CBCN均呈现高于体相g-C3N4和商用P25 Ti O2的降解水中新兴酚类污染物如对乙酰氨基酚（APAP）和对羟基苯甲酸甲酯（MPB）的活性。其中,丙二酰胺加入量为20mg获得的CBCN-20具有最高的可见光光催化氧化活性。当用波长大于400 nm的可见光照射30和90分钟后,CBCN-20可完全降解APAP和MPB;此外,CBCN-20降解APAP和MPB反应的表观一级速率常数分别是体相g-C3N4的8.2和7.0倍。CBCN优异的可见光光催化氧化活性归因于桥联碳和结构边缘缺陷的协同作用。桥联碳的修饰,不仅改善了g-C3N4的共轭程度,优化了g-C3N4的能带结构,还引起了电子的重新分布,从而提高了CBCN体系中光生载流子的分离效率和对可见光的利用率;此外,由桥联碳的引入而产生的结构边缘缺陷可作为催化剂表面的活性中心,有助于增强催化剂的表面活性。桥联碳和结构边缘缺陷的共同作用,在CBCN体系中产生了大量的自由光生电子,进而产生了丰富的·O2-阴离子自由基和一定量的·OH自由基。在h+VB、·O2-和·OH的共同作用下,水中新兴酚类污染物不仅被完全降解还能逐渐被矿化为CO2和H2O。CBCN还可在五次连续循环使用后,基本保持其光催化氧化APAP和MPB的活性不改变,具有较高的循环使用性能。4.设计独特和新颖的自修饰路径,通过甲醛辅助-熔融尿素热聚合方法,成功制备了一系列碳空位缺陷和氧掺杂共修饰的g-C3N4多孔纳米片（VC-OCN）。通过多种表征技术并结合DFT理论计算,研究了VC-OCN的电子结构和能带结构。研究发现,VC-OCN中的少量氧原子来自熔融尿素的自掺杂,而甲醛的加入导致了碳空位缺陷的形成。通过调节甲醛的加入量（5、15和50?L）,实现了对VC-OCN中碳空位浓度的有效调控,进而调节了VC-OCN的电子结构和光吸收性质。VC-OCN呈现优异的可见光光催化降解对硝基苯酚（PNP）和阿特拉津（ATN）的活性,而且,其光催化氧化目标污染物的活性与碳空位浓度密切相关。其中,加入15?L甲醛制备的VC-OCN15具有最佳的可见光光催化活性,其降解PNP和ATN反应的表观一级速率常数分别是体相g-C3N4的4.4和5.2倍。VC-OCN优异的光催化氧化能力源于碳空位和氧掺杂的协同作用,不仅有效促进了光生载流子的产生-分离-传输-转化过程,同时还增强了催化剂对氧分子的吸附与活化。因此,在VC-OCN可见光光催化体系中产生了丰富的活性氧物种,包括·O2-阴离子自由基、·OH自由基和单线态氧（1O2）。在这些活性氧物种和h+VB的共同作用下,目标污染物不仅被完全降解,而且被矿化。另外,VC-OCN具有多孔纳米片结构,可以通过改善光生载流子的迁移和扩散同样有助于其光催化活性的提高。VC-OCN还具有优异的循环使用性能,五次连续循环使用后,基本保持其活性不损失和化学结构、缺陷结构及形貌不改变。
郑悦[3]（2021）在《多酸基半导体复合材料的制备、性质及其光催化应用》文中指出光催化技术因其绿色高效性、条件温和性和操作便捷性,在污水防治方面地位颇高。利用光催化技术成功降解污染物的核心是寻找性能优异的半导体材料。通常选用绿色环保、廉价无毒、无二次污染的材料。单相半导体光催化剂的光吸收不足和电荷载流子的快速复合极大的限制了光催化活性,因此,探究如何提高光催化剂的光催化性能是一个重要的课题。半导体之间的复合是一个提高光电性能的有效途径。多金属氧酸盐（POMs）的类半导体性质和合适的能级结构赋予它修饰半导体材料的能力,可以有效传递半导体材料中的光生电子和空穴,促进载流子分离的效率,进而抑制光生电子-空穴的复合。多酸基衍生材料也具有良好的光催化活性。本论文探讨了三个工作,内容如下:1.我们以Ce2S3作为核心光催化剂,以Mo/W混合的Keggin型杂多酸H3PMoXW12-XO40(缩写为PMoXW12-X)为修饰组分,制备了含有不同多酸、不同掺杂量的二元复合光催化剂Ce2S3@PMoXW12-X（x=3、6、9）。研究了它们的光电化学性质后,通过实验筛选出光电化学性质最好的二元复合光催化剂为Ce2S3@0.5%PMo3W9。在此基础上,为了提高导电性能,加入导电聚合物聚吡咯（PPy）制备PPy/Ce2S3@0.5%PMo3W9三元复合光催化剂,探索了该三元复合光催化剂的光电化学性能,并用来光催化还原Cr（VI）和光催化氧化罗丹明B。所制备的PPy/Ce2S3@0.5%PMo3W9纳米材料中,POMs是电子受体,接受来自半导体材料Ce2S3的光生电子,抑制了Ce2S3中光生电子-空穴的复合。而PPy的加入,不仅提高了复合材料的导电能力而且包裹Ce2S3避免了S2-氧化成为S单质,防止光腐蚀的发生。三者能带结构的合理匹配,使PPy/Ce2S3@0.5%PMo3W9的光催化性能明显优于Ce2S3@0.5%PMo3W9和Ce2S3。2.考虑到WO3/TiO2是一种性能优异的异质结光催化剂,但单纯的WO3和TiO2前驱体制备的异质结会导致二者晶界面积大、接触不紧密、缺陷增多的问题。因此,我们探索了煅烧多酸的方法来制备WO3/TiO2异质结,以增加WO3和TiO2晶界的密切接触。首先通过共沉淀的方式合成多酸钛基前驱体Ti6-PW12,然后通过煅烧工艺制备WO3/TiO2异质材料。XRD谱图揭示了煅烧后的主要组分为WO3和TiO2。固体紫外可见光谱表明了煅烧后的材料的光吸收能力增强,带隙减小。I-t、EIS、SPS和PL数据证明了煅烧多酸前驱体后获得了WO3/TiO2异质结光催化剂,且在700℃烧结前驱体得到的WO3/TiO2异质结表现出最好的光催化性能。这可能是因为多酸经过煅烧后得到的WO3/TiO2异质结晶面接触更紧密,减少了晶面缺陷,有效抑制了电子-空穴的重新复合。在可见光照射下,探究了煅烧法制备的WO3/TiO2异质结材料光催化降解盐酸四环素的活性,通过优化实验参数,达到最佳的降解率86%。同时光催化活性机理研究表明,h+和·O2-是主要的氧化物质,它们可以快速的分解四环素。3.考虑到含钛的杂多钨酸盐具有潜在的半导体性质和很好的光催化性能,在常规水溶液中,我们以钨酸钠,硫酸氧钛作为前驱体,合成一例新颖的水溶性含钛多酸（1）,分子式为:Na2H10[Co4（H2O）2(TiW9O34)2]·48H2O（1）。化合物1的晶体学数据显示,1具有典型的夹心型骨架,由两个三缺位的Keggin型[TiW9O34]10-单体通过中间层[Co4O14（H2O）2]连接而成。在1的结构中,钠离子不仅充当抗衡阳离子,而且与多酸阴离子相连形成2D层状结构,这些亚基单元通过钠离子延伸形成网格结构。同时固体紫外数据揭示了1的半导体性质,因此我们探讨了它光电传感多巴胺的功能性应用。
游丹[4]（2021）在《金属硫化物半导体多级结构的构建及光催化性能研究》文中进行了进一步梳理光催化因其独特的技术优点,成为国内外广大研究者的研究热点。研究者们围绕着催化活性高的光催化剂的制备及其光催化机理两个方面开展研究,取得了一些进展。金属-有机框架（MOFs）与共价有机框架（COFs）作为新型的光催化单体材料,具有合成成本低、制备方法便捷、空间结构可精准调控、比表面积高及结晶性良好等优点,在光催化领域受到国内外研究者的广泛关注。然而单一的MOFs与COFs作为光催化剂亦同其他单一组分的半导体光催化剂一样具有光利用率低下、光生电子与空穴复合率高、光腐蚀等缺点。因此,构建结构新颖、性质独特、具有复合结构的光催化剂,克服现有光催化剂的缺陷;对进一步拓展MOFs、COFs、金属半导体等材料在未来光催化环境修复领域的深入应用具有重要意义。本论文围绕着构建复合结构的光催化剂开展了相关研究,取得了以下成果:（1）中空CdS@Mn-ZIF-67光催化剂的制备、光催化性能及机理研究采用模板法合成了中空结构的CdS纳米微球,通过配位原理,将Mn-ZIF-67(掺杂Mn2+的ZIF-67)成功组装在中空CdS纳米微球的表面,制备出一系列新型中空CdS@Mn-ZIF-67-x（Mn-ZIF-67负载率x=1:50%,x=2:82%,x=3:100%,x=4:120%）异质结光催化剂,实现了对中空CdS及Mn-ZIF-67纳米结构微观尺寸的精准调控。通过SEM、TEM、EDS、XRD、BET、UV-vis、TG、XPS、EIS、瞬时光电流响应等一系列测试手段与表征方法对所制备的中空CdS@Mn-ZIF-67系列复合光催化剂进行了结构分析与性能研究,并对其可见光下光催化降解四环素（TC）与可见光下光催化析氢的机理进行了深入研究。结果表明:将复合催化剂应用于光催化降解四环素（TC）时,经可见光照射60min后,中空CdS@Mn-ZIF-67-1对四环素（TC）降解率高达94.8%,分别为中空CdS、Mn-ZIF-67与ZIF-67对四环素（TC）降解率的1.2倍、4.0倍与6.3倍。经可见光照射4 h后,中空CdS@Mn-ZIF-67-3的析氢速率高达10889.2μmol·h-1·g-1,分别为中空CdS与Mn-ZIF-67析氢速率的5倍与74倍。高催化活性和高析氢速率来源于中空CdS@Mn-ZIF-67系列光催化剂能有效弥补金属半导体CdS的光腐蚀短板,金属Mn2+的掺杂大幅提高了复合光催化剂的光电性能,Mn-ZIF-67引入了大量光催化活性位点,最终中空CdS与Mn-ZIF-67通过配位键桥连,形成传统双转移异质结构,促进了电子与空穴的高效迁移,实现了可见光下高效光催化降解与光催化析氢。同时,中空CdS@Mn-ZIF-67光催化剂循环使用五次后结构稳定,具有一定的实际应用潜力。（2）中空/实心COFs-Ph@CdS光催化剂的制备、光催化性能及机理研究采用廉价易得的原料三聚氯氰与对苯二胺,合成了结构稳定的三嗪类COFs（COFs-Ph）,在最佳混合溶剂（1,4-二氧六环,1,3,5-三甲苯,乙酸,体积比为5:5:1）中,利用COFs-Ph三嗪骨架中丰富的N原子与金属Cd2+的配位作用,在COFs-Ph表面分别复合中空CdS与实心CdS纳米微球,成功制备出结构独特的中空/实心COFs-Ph@CdS-x（中空/实心CdS负载率x=1:53%,x=2:80%,x=3:106%,x=4:133%）双系列异质结光催化剂。通过一系列现代测试手段与表征方法对所制备的COFs-Ph@CdS系列复合光催化剂进行了结构分析与性能研究。对中空COFs-Ph@CdS与实心COFs-Ph@CdS光催化剂在模拟太阳光下光催化高效降解四环素（TC）与光催化析氢的性能进行了深入的对比分析,探讨了光催化机理。测试结果表明:经模拟太阳光照射60 min后,中空COFs-Ph@CdS-3光催化剂对四环素（TC）降解率高达87.2%,分别为实心COFs-Ph@CdS-3光催化剂、实心CdS、中空CdS与COFs-Ph对四环素（TC）降解率的1.1倍、1.2倍、1.1倍与10倍,经光催化循环测试五次后表现出较高稳定性;而中空COFs-Ph@CdS-4光催化剂经模拟太阳光照射4 h后,其光催化析氢速率高达726.0μmol·h-1·g-1,分别为实心COFs-Ph@CdS-1光催化剂、实心CdS、中空CdS与COFs-Ph析氢速率的2.1倍、17.7倍、6.3倍与48.4倍。通过大量光催化实验数据证实中空COFs-Ph@CdS与实心COFs-Ph@CdS光催化活性有较大不同,中空结构更利于光催化降解与光催化析氢,中空COFs-Ph@CdS系列光催化剂能更高效改善COFs-Ph与CdS单体材料光利用率低下、光生电子与空穴复合率高、光腐蚀等缺点。三嗪类COFs-Ph庞大的共轭结构以及异质结间的配位键,可极大地促进光生电子与空穴的转移。同时,各单体材料匹配的能带结构成功构建了Z-Scheme异质结,为电子与空穴的分离提供有利条件。该研究对COFs-Ph的基础研究作出了更深入的拓展,为设计新型COFs类异质结提供了新思路。（3）LZU1@P/Co-MoS2光催化剂的制备、光催化性能及机理研究采用水热法分别制备了掺杂非金属P的复合光催化剂LZU1@P-MoS2与掺杂金属Co2+的复合光催化剂LZU1@Co-MoS2。选用Schiff-base类COFs（COFs-LZU1,由1,3,5-三甲醛与对苯二胺缩合而成）,通过Schiff-base中N原子与金属离子的配位作用,在正球状COFs-LZU1的表面均匀负载掺杂Co2+/P的MoS2,成功制得LZU1@P-MoS2与LZU1@Co-MoS2双异质结。通过对所制备的LZU1@P-MoS2与LZU1@Co-MoS2复合光催化剂进行了结构分析与性能研究,并与未掺杂的复合光催化剂LZU1@MoS2、掺杂单体P-MoS2、Co-MoS2、未掺杂单体MoS2、COFs-LZU1在可见光下光催化高效降解不同浓度的四环素（TC）的性能进行对比分析,研究了其光催化机理。同时,对LZU1@P-MoS2与LZU1@Co-MoS2双异质结可见光下光催化高效析氢原因作出了探讨与分析。结果表明:LZU1@P-MoS2光催化剂经可见光照射60 min后,对50 mg/L四环素（TC）降解率高达77.6%;对40 mg/L四环素（TC）降解率高达88.6%;对30 mg/L四环素（TC）降解率高达89.5%;对20 mg/L四环素（TC）降解率高达99.2%;循环使用五次后结构稳定。与此同时,LZU1@P-MoS2与LZU1@Co-MoS2经可见光照射4 h后光催化析氢速率分别为16875.2μmol·h-1·g-1与14125.5μmol·h-1·g-1。LZU1@P-MoS2的析氢速率为P-MoS2的3.8倍、MoS2的69.9倍、COFs-LZU1的462.3倍。该类光催化剂能有效抑制电子与空穴复合,主要归功于:异质结间的配位键为电子与空穴的迁移提供了路径;非金属P在MoS2中的掺杂使S空位成为有效的电子陷阱中心,阻碍了光生电子与空穴的复合;光催化机理表明该类催化剂为双转移异质结,进一步促进了电子与空穴的分离。综上所述,本论文从催化剂的组成结构上,选用COFs或MOFs具有的超大共轭体系、异质结间构建的配位键可为光生载流子提供迁移路径;从催化剂的能带结构上,金属或非金属掺杂形成的杂质能级或电子陷阱、匹配的能带形成的双通道型机制与Z型机制可进一步的促进光生载流子的高效分离。所构建的复合结构光催化剂在降解有机污染物方面具有优良的光催化活性与较高的析氢性能。本论文的研究成果将为设计用于实际有机废水处理的光催化剂提供新的可借鉴的思路与方法。
章世深[5]（2021）在《g-C3N4/Uio-66-NH2复合物光催化氧化合成亚胺和重整聚酯纤维制氢的性能研究》文中研究指明亚胺及其衍生物作为一类重要的纺织化学品,可用作荧光颜料以及锦纶、维纶等合成纤维的染色剂。传统的亚胺合成方法一般都涉及高活性的反应物和环境不友好的催化剂,导致反应过程高污染,且产物成分复杂、分离纯化困难。另一方面,聚酯纤维已成为使用最广泛、丢弃最严重的纺织品材料之一。目前,绝大多数废旧聚酯纺织品通过填埋或焚烧处理,造成了严重的资源浪费和环境污染。因此,其资源化利用程度亟需提高。利用和发展各类新材料和新技术在解决环境污染、能源短缺和化学品绿色合成等领域的应用,已成为一个重要的科学问题。本课题拟以不同形貌或官能团修饰的石墨相氮化碳（g-C3N4）为结构基元,采用多种方法制备g-C3N4基复合催化剂,并研究其在可见光下高选择性绿色合成亚胺、绿色合成亚胺协同产氢的双功能性和重整聚酯纤维制氢的性能。通过研究催化剂的化学组成、微观结构等对光催化性能的影响,总结相关规律。结合核磁共振波谱、高分辨质谱以及活性物种捕获实验,研究其光催化反应机理。本论文的研究结果表明g-C3N4/MOF复合光催化剂能用于纺织化学品的绿色合成和废旧纺织品的再利用等领域。全文包含以下四方面工作:1.以三聚氰胺和三聚氰酸为原料,采用煅烧和光还原法制备了非贵金属Ni负载的g-C3N4空心球。考察了Ni负载量对可见光催化氧化苄胺制备亚胺和重整聚酯纤维制氢催化性能的影响。研究结果表明镍有助于光生电子-空穴的分离和电荷的快速传输,从而提高其光催化活性。Ni负载g-C3N4空心球的最佳重整制氢速率为15.0μmol·g-1·h-1;光照5 h后,苄胺的最佳转化率为61.3%,是纯g-C3N4空心球的2.4倍,且选择性>99%。通过考察不同取代基苄胺的转化率和选择性,验证了Ni负载的g-C3N4空心球光催化氧化苄胺制备亚胺的反应普适性和高选择性。利用（E）-蒽-10-基-N-（蒽-10-基亚甲基）亚胺染料对涤纶织物进行染色,发现上染率和色牢度性能良好,表明其具有作为分散染料的潜力。结合活性物种捕获实验、高分辨质谱和核磁共振波谱表征结果,提出了Ni负载的g-C3N4空心球光催化氧化苄胺制备亚胺和重整聚酯纤维制氢的反应机理。2.作为一种典型的MOF半导体,Uio-66-NH2具有高比表面积、高孔隙率和可见光响应的特点,同时又具有良好的热稳定性。本章采用退火法制备了g-C3N4/Uio-66-NH2异质结。通过研究复合比例等因素对氧化苄胺制备亚胺和重整聚酯纤维制氢催化性能的影响,揭示了高温下形成的两相紧密界面在光催化反应中的重要作用。在可见光照射下,异质结的最佳制氢速率为23.3μmol·g-1·h-1,是g-C3N4的1.7倍;在可见光照射5 h后,苄胺转化率为51.5%,分别是g-C3N4和Uio-66-NH2的3.2和9.2倍。基于电化学阻抗谱、瞬态光电流响应、荧光光谱和活性物种捕获实验等表征结果,提出了选择性氧化苄胺生成亚胺的反应机理。3.采用原位沉积法制备了g-C3N4纳米管/Uio-66-NH2复合光催化剂。g-C3N4纳米管和Uio-66-NH2的复合有利于光生电子-空穴对的分离和可见光吸收的增强。复合光催化剂重整聚酯纤维的最佳制氢速率为41.9μmol·g-1·h-1,是g-C3N4的1.3倍。光照5 h后,苄胺的最佳转化率为58.9%,分别是g-C3N4和Uio-66-NH2的3.4和10.5倍,选择性>99%。电子顺磁共振谱和活性物种捕获实验均表明·O2-是苄胺氧化的主要活性物种,结合苄胺氧化过程中间体的高分辨质谱表征结果,提出了选择性氧化苄胺的光催化反应机理。研究结果展现了g-C3N4/MOF光催化剂在纺织化学品绿色合成和重整聚酯纤维制氢领域的潜在应用价值。4.通过重氮化反应将苯甲酸接枝在g-C3N4纳米管上,采用共价键结合的方法构建g-C3N4/Uio-66-NH2复合光催化剂,并将其用于可见光催化选择性氧化苄胺和产氢的协同反应、重整聚酯纤维制氢等研究。在最优条件下,苄胺的转化速率为707μmol·g-1·h-1,约为g-C3N4和Uio-66-NH2的3.9和18.1倍;协同产氢速率为575μmol·g-1·h-1,约为g-C3N4和Uio-66-NH2的3.5和18.5倍。通过考察苄胺的不同取代基对光催化活性的影响,验证了光催化协同反应的普适性和高选择性。以分散在碱性溶液中的聚酯纤维为底物,复合催化剂的最佳制氢速率为58.6μmol·g-1·h-1。实验结果表明共价键合更有利于g-C3N4和Uio-66-NH2之间的π电子离域化和光生电子-空穴对的分离。结合活性物种捕获实验、高分辨质谱和核磁共振波谱表征结果,提出了光催化产氢协同氧化苄胺反应和重整聚酯纤维制氢的反应机理。这是目前为数不多的g-C3N4/MOF作为双功能催化剂用于光催化制备有机化学品协同产氢的例子,显示了合适的光催化剂能够将光能充分转化为化学能,未来有望在绿色合成纺织化学品的同时,生产清洁能源。研究结果也表明光催化技术能在温和条件下将来源丰富的废旧纺织品转化为氢能和小分子有机化学品,具有潜在的应用前景。
张艳群[6]（2021）在《半导体氧化物纳米材料结构调控及其光催化研究》文中研究说明光催化技术以清洁可再生的太阳能为能源,使用半导体材料作为催化剂,经过简单的异相光催化反应过程就能实现太阳能的转换和存储,是解决环境污染和能源枯竭的理想途径。鉴于整个过程是利用催化剂吸收光子,产生激发态,完成能量转换循环,所以光催化剂是光催化技术得以实施的最关键的部分。本论文中,我们以半导体材料（卤氧化铋、氧化亚铜）自身特性为依据,通过对其形貌进行调控或负载量子点构建复合材料,提高其催化活性并将这些半导体催化剂应用到光催化降解有机染料、光响应纳米酶、传感检测、有机合成等方面,取得了以下研究进展。具体的工作内容包括:（1）开发了一种胶束诱导生长法用于制备中空开放BiOCl纳米帽高效光催化剂,通过精细调节实验条件可以实现对BiOCl纳米帽的开口角度大小和纳米帽中所含卤素的种类进行调控。本工作成功制备了开口角度分别为0°、32.3±0.6°、57.8±0.8°和114.9±0.9°的BiOCl纳米帽以及含有不同卤素种类的BiOCl、BiOCl0.5Br0.5和BiOBr纳米帽。系统的光催化实验表明,中空开放BiOCl纳米帽具有优异的光催化活性,即使在极低的浓度下也能够在40 min内将罗丹明B完全降解,降解动力学常数为普通BiOCl纳米片的7.8倍。与目前文献报道的其它光催化材料及商用P25光催化剂相比,BiOCl纳米帽在光催化活性和合成难易程度上均具有明显的优势。（2）开发了一种自下而上的直接化学合成法用于合成均一稳定的氯溴氧铋超薄单晶纳米片,并首次研究了其光响应类氧化酶活性。一系列的实验表明合成的氯溴氧铋超薄纳米片在中性溶液中具有光控和高效的类氧化酶活性,能够氧化典型的过氧化物酶底物,如TMB、OPD和ABTS。基于氯溴氧铋纳米片-TMB显色体系,我们建立了一种快速且灵敏的比色法用于检测溶液中谷胱甘肽浓度,线性范围为1.5～15 μM,检出限为0.16μM。本工作拓宽了氯溴氧铋材料在纳米酶方向的应用。（3）通过一步溶剂热法构建Fe3O4@Cu2O磁性纳米球来解决D-A环丙烷类化合物合成过程中面临的目标产物纯化困难和能耗高等问题。以该催化剂催化苯乙烯和溴代丙二酸二乙酯反应生成D-A环丙烷类化合物时,通过优化反应条件,产物的产率可以达到82%。同时该催化体系也能够催化多种苯乙烯衍生物发生类似的目标反应,表现出较强的官能团容忍性。通过对使用后的催化剂进行表征发现该催化剂具有很好的稳定性。（4）通过负载量子点构建Fe3O4@Cu2O/CQDs/N-CQDs（FCCN）异质结复合材料来克服目前光芬顿催化剂面临的光响应范围窄和只能适用于酸性条件等问题。系统的催化实验表明该复合材料的催化活性高于单一组分或多组分的机械混合物,并且与单一组分材料相比,该复合材料具有更大的可见光响应范围和更宽的pH适用范围。更大的可见光响应范围来源于量子点对光的上转换性质;更宽的pH适用范围是因为CQDs能够作为光敏性酸活性位点,调节催化剂局部的pH。该复合材料对多个有机染料均表现出优异的降解能力,而且对实际的工业废水也具有显着的处理效果;另外该复合材料具有很好的稳定性,能通过外磁场分离,可以多次循环使用。
王珂[7]（2021）在《高碘氧铋基复合光催化剂的制备及性能研究》文中研究指明随着经济的不断发展,全球环境污染和能源危机日益严重,已成为制约人类生存和发展的重要问题。可见光驱动的半导体光催化技术具有能耗低,效率高,不产生二次污染等特点,被公认为是解决当前环境和能源问题最有效的手段之一。到目前为止,研究人员已经开发了不同体系的光催化材料,高碘氧铋（Bi5O7I）在众多的光催化材料中脱颖而出,由于其内部独特的层状结构和潜在的光催化活性。然而,Bi5O7I宽带隙的特点限制了其在可见光区域的吸收。因此,本课题通过在Bi5O7I纳米片表面负载Ag纳米粒子和CdS量子点构建Bi5O7I/Ag和Bi5O7I/Ag/CdS两种复合光催化剂,二者的引入扩展了复合材料的可见光响应范围,同时,也提升了Bi5O7I的电子-空穴对的分离效率。最后,通过污染物的降解分析对可能的催机制进行探索。论文主要从以下几个方面进行讨论:（1）以五水硝酸铋和碘化钾作为合成Bi5O7I的原料,首先通过油浴法制备出Bi OI,然后,将Bi OI在450℃下煅烧3 h得到Bi5O7I微球。采用光还原的方法在Bi5O7I微球表面沉积Ag纳米粒子制备出Bi5O7I/Ag二元复合光催化剂。Bi5O7I/Ag复合光催化剂展现出良好的可见光光催化活性,对于双酚A和2,6-二氯酚的降解效率分别达到54.7%和50.5%,Bi5O7I/Ag（3）的光催化析氢速率高达165.2μmol g-1h-1,明显优于纯样Bi5O7I。这种复合光催化剂性能增强的原因可以归因于Bi5O7I的三维球花状结构和Ag纳米粒子的表面等离子共振（SPR）效应在扩展了复合材料的可见光响应范围的同时还改善了其电子-空穴对的分离效率。（2）以合成的Bi5O7I/Ag作为前驱体通过水热法在Bi5O7I/Ag的表面引入CdS量子点,形成Bi5O7I/Ag/CdS三元复合光催化剂。Bi5O7I/Ag/CdS展现出优异的可见光光催化活性,对于双酚A和2,6-二氯酚的降解效率分别达到98.2%和96.5%。此外,Bi5O7I/Ag/CdS的光催化析氢速率也高达456.4μmol h-1 g-1。根据相关性能测试和能带理论提出了可能的增强光催化机理。Bi5O7I和CdS之间串联异质结的形成促进了光生电荷载流子的分离。此外,Bi5O7I独特的结构和Ag纳米粒子的SPR效应在其中也起着重要的作用。
高占尧[8]（2020）在《溴氧化铋基复合材料的制备及其光催化性能研究》文中提出随着全球经济的高速发展,环境污染和能源枯竭引起的双重危机迫在眉睫,致使人们对改善环境、开发新能源提出新的诉求。纳米光催化技术因具有操作简单、常温氧化去除污染物、无二次污染等特点而成为潜在的热门研究领域,而该技术的核心是光催化剂。溴氧化铋（BiOBr）是一种可以替代宽带隙TiO2的层状结构的间接半导体材料,层层间形成的内建电场能够有助电子和空穴的分离,从而受到人们的格外关注。目前研究的重点在于如何进行形貌调控及暴露活性晶面,并通过掺杂或复合等方式进一步改善其光催化活性,以满足实际水环境治理要求。本论文以BiOBr为研究对象,在对BiOBr基光催化材料的全面综述基础上进行系列改性研究,探索BiOBr的二元和三元复合材料的形貌调控,并对所制备样品进行表征分析,确定最佳制备条件,以诺氟沙星（NOR）为目标降解物评价所合成材料的光催化性能,为铋系催化材料实际应用于抗生素的可见光催化降解提供理论支撑。主要研究内容和结论如下:1.采用水热法和溶剂热法分别制备了不同形貌的BiOBr,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等方法分别对所制备样品的晶相组成、微观结构和光吸收性能等进行测试和表征,提出了不同形貌的BiOBr的形成机理,并获得光催化活性较佳的纳米片状结构的BiOBr,对NOR的最佳降解率为34.7%,可见光吸收边为423 nm。以此为前驱体,分别制备了 SnO2/BiOBr和Bi/BiOBr两种二元复合材料,发现在SnO2/BiOBr材料中,SnO2以微粒形式附着在BiOBr表面,且有p-n型异质结存在;在Bi/BiOBr材料中,金属Bi以纳米线形式交织附着在BiOBr表面;二元复合材料的可见光催化性能较BiOBr有明显提高,且Bi/BiOBr的光催化性能明显优于SnO2/BiOBr,对NOR的最佳降解率为97.2%,可见光吸收边为502nm。2.以Bi/BiOBr为前驱体,分别采用水热法和高温沉积法进一步制备了Bi2WO6/Bi/BiOBr和CdS/Bi/BiOBr三元复合材料。研究发现Bi2WO6/Bi/BiOBr复合材料为球状形貌,其表面是由Bi/BiOBr纳米片镶嵌形成的蜂窝网状结构;CdS/Bi/BiOBr复合材料的形貌为块状结构,其表面是Bi纳米线引导生长的CdS颗粒。探讨了各自的形成机理,并进行了光催化性能评价,发现在这两种三元复合材料中均有p-n型异质结存在,且CdS/Bi/BiOBr的光催化性能较Bi/BiOBr和Bi2WO6/Bi/BiOBr都有显着提高,对NOR的最佳降解率达到97.4%,可见光吸收边可扩展至620 nm。3.通过活性物质捕获实验,结合紫外可见漫反射分析结果深入探讨了二元和三元复合材料的光催化降解机理,研究发现,复合材料组成不同,其光催化活性物质有差异。SnO2/BiOBr和Bi/BiOBr二元复合材料的光催化活性物质主要是超氧负离子自由基（·O2-）及空穴（h+）;Bi2WO6/Bi/BiOBr三元复合材料的光催化活性物质主要是羟基自由基（·OH）和h+;CdS/Bi/BiOBr三元复合材料的光催化活性物质是·O2-、·OH和h+。
周同同[9]（2020）在《静电纺丝技术制备纳米光催化剂TiO2/PVDF/g-C3N4和Na0.5Bi0.5TiO3》文中进行了进一步梳理随着社会经济的不断发展,各种严重的环境问题随之暴露,如何改善生态环境问题成为迫切解决的问题,而利用将自然界中取之不尽的光能转换为化学能的半导体催化材料的光催化技术得到了各方学者的关注和研究。光催化技术作为一种净化环境的绿色环保新型技术,可以将有机污染物转换为无害的小分子物质（H2O、CO2、无机盐）,可以利用分解水制作清洁能源氢。在光催化过程中,半导体纳米催化材料性能稳定、寿命长、可循环利用等特点,其中TiO2作为传统半导体催化剂的代表被广泛用于污水净化、装修去污、催化制氢等方面。但是TiO2本身存在着不可避免的缺陷,其一,较大的禁带宽度（3.2eV）,制约着只能吸收387 nm以下的紫外光进行催化,对太阳光的利用能力大大减弱;另一面,TiO2吸收光能以后产生的电子-空穴对湮灭的几率较大,导致产生活性自由基的量减少。此外,还存在着难以回收利用、量子效率低等缺点。因此,如何对制备光响应范围更广、催化效率更高的传统催化剂的改进至关重要。本文利用静电纺丝技术将TiO2与其他物质混合生成前驱体,再结合其他制备手段在TiO2的基础上进行改进和复合生成光催化剂TiO2/PVDF/g-C3N4纳米纤维膜和压电光催化剂Na0.5Bi0.5TiO3纳米纤维膜。静电纺丝技术本身设备简单且易操作,所制备出来的催化剂纤维膜比表面积大,反应活性位点多,有利于催化降解有机污染物。本文探究了利用静电纺丝技术制备出的复合纤维膜的催化性能。通过低温水热合成法将窄带隙的g-C3N4复合到电纺PVDF/TBOT纤维上制备出柔性、可回收利用的TiO2/PVDF/g-C3N4纳米纤维膜。通过掺加g-C3N4将复合纤维膜对光的响应范围拓宽到可见光范围,对比添加不同含量的g-C3N4以及P25?和纯g-C3N4发现TPCN2在可见光下对RhB具有较优异的光催化效果。此外,通过将RhB和MB染剂液滴滴在复合纤维膜表面研究催化剂的自清洁能力,结果表明,所制备的纳米纤维膜具有良好的自清洁能力。通过一步烧结法将电纺Bi（NO3）3/TBOT/CH3COONa前驱体合成无机Na0.5Bi0.5TiO3（BNT）纳米纤维膜。BNT本身作为半导体催化材料,可以吸收光能转化为化学能催化降解污染物。此外BNT也是一种传统的压电材料,可以利用超声震动激发光电效应。本文探究BNT在仅光照和仅超声以及在两者协同作用下对MB的降解情况,实验表明BNT在超声和光照的协同作用下,光生电子-空穴对有效分离,载流子运输能力加强,催化效率显着提高。在此基础上,分析BNT降解污染物的催化反应机理。本文利用静电纺丝技术成功制备出具有优异催化性能的柔性催化剂,为今后通过静电纺丝技术制备其他类型催化剂提供了有力参考。
常晟[10]（2020）在《二氧化钛纳米棒阵列光电极的制备及其在光催化燃料电池中的应用》文中研究表明环境污染和能源危机是人类社会发展面临的两大难题,尤其是工业化发展和城市化进程中产生的各种废水排放到自然水体中,严重破坏了生态系统的平衡、影响了人们的身体健康,也制约了经济的可持续发展。重要的是,废水中的有机化合物储存了大量的化学能,造成了能源的浪费。废水资源化技术是现阶段水污染治理研究的热点和难点,是解决环境问题和缓解能源危机最有效的方法之一。随着半导体技术的快速发展,基于半导体为光催化材料的光催化燃料电池（Photacatalytic Fuel Cells,PFC）在环境治理和绿色能源的开发等方面利用越来越广泛。但是现有的PFC仍然存在几个关键性问题,包括高效地光阳极的设计与制备,体系的优化设计等。本文基于光催化技术和光伏技术,提出了自驱动的可见光响应的PFC体系用于降解有机物同时对外发电产氢。利用二氧化钛纳米棒阵列（TiO2 nanorod,TNR）光催化材料为基础进行掺杂改性,降低了光生电子和空穴的复合率。通过优选地改性的TNR和硅太阳能电池片（Silicon solar cell,SC）串联的光阳极和铂阴极成功地构建了PFC体系,并对其性能进行研究同时考察了PFC性能的影响因素。具体内容主要包括以下几个方面:基于锑（Sb）掺杂的二氧化钛纳米棒阵列（Sb doped TiO2 nanorod array,Sb/TNR）光电极材料和SC前后叠加设计的串联光阳极,构建了自驱动的串联PFC及其在光催化废水资源化中的应用。利用掺杂氟的二氧化锡导电玻璃（FTO）为基底,通过简单的水热合成法,优化合成条件,确定了最佳掺杂量。然后利用SEM、TEM、EDX-mapping,XRD、XPS、UV-vis Drs等方法对其结构进行表征,同时测试了它的光电化学性能。结果显示,Sb/TNR垂直有序地生长在FTO基底上,在外电压为0.2 V vs Ag/AgCl时表现出的光电流为0.77 mA cm-2,是原始TNR的181%。这主要是因为掺杂的Sb作为电子的捕获中心有效地提高了电荷的分离,增加了载流子的浓度。构建的PFC体系经过4 h的运行可以完全去除二氯苯酚（2-CP）并且总有机碳（TOC）的去除率可以达到31.8%。与此同时显示了很好的电能输出性能,其开路电压(Voc)为2.16 V,短路电流(Jsc)为1857μA cm-2,最大功率(Pmax)为967μW cm-2,是文献报道最好性能PFC体系的11.8倍,产氢率也可以达到31.4μmol h-1 cm-2。该体系突出的性能主要归功于SC捕获透过的长波光产生高的内偏压促进了电荷的快速转移,大大提高了对太阳光谱的利用率。结果还表明,在模拟太阳光照射下,该体系降解不同的有机污染物发电、产氢都具有良好的稳定性。我们还进一步发现Sb/TNR的形貌结构、光照强度、光照面积,初始有机物浓度和pH等因素对体系性能具有重要的影响。此外,我们通过SC贴附在硅（Si）掺杂的二氧化钛纳米棒（Si doped TiO2 nanorod array,Si/TNR）光电极材料的背面,构建了一种新型的自驱动复合串联PFC,用于高效的太阳能制氢和有机化合物降解。采用简单的水热法制备了具有垂直排列纳米棒状结构的Si/TNR,由于TiO2基体中Si的均匀分布,使其电荷输运性能和载流子浓度得到了改善。光电化学性能测试显示,在0.2 V vs Ag/AgCl下,Si/TNR的光电流明显增强,达到0.76mA cm-2,约为未掺杂样品的271%。通过结合Si/TNR和SC的优良特性,PFC经过1.5h的运行显示了很好的盐酸四环素（TC）去除率和良好的产氢性能,对盐酸四环素（TC）的去除率为94.3%,氢气的产率为28.8μmol h-1 cm-2。与传统的PFC相比,PFC具有更好的光吸收和电荷转移能力,这是由于Si/TNR与SC之间存在协同效应。此外PFC在处理含各种有机物的废水时,具有很强的灵活性、适应性和稳定性,而且对pH值范围较广和含盐废水具有稳定的处理性能。综上,利用金属离子掺杂的方法对光电极材料改性,有效提高了光电转化效率同时抑制了光生载流子的复合。在TiO2基质中引入的金属离子作为光生电子的捕获位点,促进了电荷的分离,同时更有利于氧空位的产生。光伏技术的合理使用,光电极和SC协同作用,构建的复合光阳极结构的PFC体系相比传统的PFC具有更好的性能。实现了太阳能的最大化利用,在可见光响应下可以自发地降解有机物回收电能同时产生清洁能源-氢气。这一思路对开发高效稳定的PFC体系用于环境治理和绿色能源的开发具有十分重要的意义。
二、新颖的常温光催化技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、新颖的常温光催化技术（论文提纲范文）
（1）铋基一维复合材料的制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光催化概述 |
| 1.1.1 光催化研究背景 |
| 1.1.2 半导体光催化反应的基本原理 |
| 1.1.3 光催化性能影响因素 |
| 1.1.4 光催化技术的应用 |
| 1.2 碘氧化铋光催化材料 |
| 1.2.1 碘氧化铋光催化材料概述 |
| 1.2.2 碘氧化铋光催化材料制备方法 |
| 1.2.3 碘氧化铋光催化性能提高途径 |
| 1.3 选题依据及研究内容 |
| 第二章 Bi_2O_3/BiOI中空管的制备及光催化性能的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验药品 |
| 2.3 实验仪器 |
| 2.4 实验部分 |
| 2.4.1 Bi_2O_3/BiOI中空管的制备 |
| 2.4.2 样品表征 |
| 2.4.3 样品性能评价 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 形貌表征 |
| 2.5.2 结构表征 |
| 2.5.3 组成分析 |
| 2.5.4 光谱分析 |
| 2.5.5 光生电子-空穴对分离效率分析 |
| 2.5.6 光催化性能测试 |
| 2.5.7 光催化机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 Bi OCl-BiOI/PAN NFs的制备及光催化性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验药品 |
| 3.3 实验仪器 |
| 3.4 实验部分 |
| 3.4.1 BiOCl-BiOI/PAN NFs的制备 |
| 3.4.2 样品表征 |
| 3.4.3 样品性能评价 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 形貌表征 |
| 3.5.2 结构表征 |
| 3.5.3 组成分析 |
| 3.5.4 光谱分析 |
| 3.5.5 光生电子-空穴对分离效率分析 |
| 3.5.6 比表面积及吸附性能分析 |
| 3.5.7 光催化性能测试 |
| 3.5.8 光催化机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 BiVO_4-BiOI/PAN NFs的制备及光催化性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验药品 |
| 4.3 实验仪器 |
| 4.4 实验部分 |
| 4.4.1 BiVO_4-BiOI/PAN NFs的制备 |
| 4.4.2 样品表征 |
| 4.4.3 样品性能评价 |
| 4.5 结果与讨论 |
| 4.5.1 形貌表征 |
| 4.5.2 结构表征 |
| 4.5.3 组成分析 |
| 4.5.4 光谱分析 |
| 4.5.5 光生电子-空穴对分离效率分析 |
| 4.5.6 光催化性能测试 |
| 4.5.7 光催化机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间主要研究成果 |
| 作者及导师简介 |
（2）提高石墨相氮化碳光催化氧化和还原性能的新策略探究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 半导体光催化技术概述 |
| 1.2.1 半导体光催化基本原理 |
| 1.2.2 影响半导体光催化活性因素 |
| 1.2.2.1 半导体光催化剂的本征因素 |
| 1.2.2.2 光催化系统中反应条件的影响 |
| 1.2.3 半导体光催化技术处理环境水体污染物方面的应用 |
| 1.2.3.1 降解有机污染物 |
| 1.2.3.2 去除无机污染物 |
| 1.3 石墨相氮化碳研究进展 |
| 1.3.1 石墨相氮化碳概述 |
| 1.3.2 石墨相氮化碳的制备 |
| 1.3.3 石墨相氮化碳的结构 |
| 1.3.4 石墨相氮化碳的改性研究 |
| 1.3.4.1 形貌调控 |
| 1.3.4.2 元素掺杂 |
| 1.3.4.3 分子掺杂 |
| 1.3.4.4 构建异质结 |
| 1.3.4.5 表面修饰 |
| 1.4 选题依据和研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 羟基修饰石墨相氮化碳的设计制备及其光催化还原Cr(VI)性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂及仪器 |
| 2.2.2 催化剂制备和表征 |
| 2.2.2.1 催化剂制备 |
| 2.2.2.2 光催化实验过程及检测方法 |
| 2.2.2.3 光电化学实验 |
| 2.2.2.4 DFT理论计算 |
| 2.2.2.5 STC(太阳能-Cr(III)自由能)转换效率 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 光催化剂合成机理 |
| 2.3.2 光催化剂表征 |
| 2.3.2.1 形貌和孔隙率性质 |
| 2.3.2.2 结构和组成信息 |
| 2.3.2.3 光吸收性质和能带结构 |
| 2.4 光催化性能评价 |
| 2.4.1 光催化活性 |
| 2.4.2 循环稳定性 |
| 2.5 光催化机理探究 |
| 2.5.1 光电化学实验 |
| 2.5.2 DFT理论计算 |
| 2.5.3 电子捕获 |
| 2.5.4 机理探究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 苝四羧酸二酰亚胺-石墨相氮化碳异质结的设计制备及其光催化降解水中有机污染物性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂和仪器 |
| 3.2.2 催化剂制备和表征 |
| 3.2.2.1 催化剂制备 |
| 3.2.2.2 光催化实验过程及检测方法 |
| 3.2.2.3 光电化学实验 |
| 3.2.2.4 DFT理论计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 光催化剂合成机理 |
| 3.3.2 光催化剂表征 |
| 3.3.2.1 形貌和孔隙率性质 |
| 3.3.2.2 结构和组成信息 |
| 3.3.2.3 光吸收性质和能带结构 |
| 3.4 光催化性能评价 |
| 3.4.1 光催化活性 |
| 3.4.2 矿化能力 |
| 3.4.3 循环稳定性 |
| 3.5 光催化机理研究 |
| 3.5.1 光电化学实验 |
| 3.5.2 DFT理论计算 |
| 3.5.3 自由基捕获和ESR测试 |
| 3.5.4 降解路径与机理探究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 碳桥联和缺陷共修饰石墨相氮化碳的设计制备及其光催化降解水中有机污染物性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂及仪器 |
| 4.2.2 催化剂制备和表征 |
| 4.2.2.1 催化剂制备 |
| 4.2.2.2 光催化实验过程及检测方法 |
| 4.2.2.3 光电化学实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 光催化剂合成机理 |
| 4.3.2 光催化剂表征 |
| 4.3.2.1 形貌和孔隙率性质 |
| 4.3.2.2 结构和组成信息 |
| 4.3.2.3 光吸收性质和能带结构 |
| 4.4 光催化性能评价 |
| 4.4.1 光催化活性 |
| 4.4.2 矿化能力 |
| 4.4.3 循环稳定性 |
| 4.4.4 降解路径 |
| 4.5 光催化机理探究 |
| 4.5.1 光电化学实验 |
| 4.5.2 自由基捕获和ESR测试 |
| 4.5.3 机理探究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 碳缺陷和氧掺杂共修饰石墨相氮化碳的设计制备及其光催化降解水中有机污染物性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试剂及仪器 |
| 5.2.2 催化剂制备和表征 |
| 5.2.2.1 催化剂制备 |
| 5.2.2.2 光催化实验过程及检测方法 |
| 5.2.2.3 光电化学实验 |
| 5.2.2.4 理论计算 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 光催化剂合成机理 |
| 5.3.2 光催化剂表征 |
| 5.3.2.1 形貌和孔隙率性质 |
| 5.3.2.2 结构和组成信息 |
| 5.3.2.3 光吸收性质和能带结构 |
| 5.4 光催化性能评价 |
| 5.4.1 光催化活性 |
| 5.4.2 矿化能力 |
| 5.4.3 循环稳定性 |
| 5.4.4 降解路径 |
| 5.5 光催化机理探究 |
| 5.5.1 活性氧物种的定性和定量分析 |
| 5.5.2 荧光和光电化学测试 |
| 5.5.3 DFT理论计算 |
| 5.5.4 机理探究 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论、创新点和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录:谱图 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（3）多酸基半导体复合材料的制备、性质及其光催化应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光催化技术 |
| 1.1.1 半导体光催化的基本原理 |
| 1.1.2 光催化去除环境污染物的研究进展 |
| 1.1.3 常见的半导体光催化材料 |
| 1.2 提高光催化剂性能的途径 |
| 1.2.1 半导体复合 |
| 1.2.2 半导体异质结 |
| 1.2.3 离子掺杂 |
| 1.2.4 表面光敏化 |
| 1.3 聚吡咯简介及相关应用 |
| 1.3.1 聚吡咯简介 |
| 1.3.2 聚吡咯的应用 |
| 1.4 多金属氧酸盐概述 |
| 1.4.1 多金属氧酸盐的结构和性质 |
| 1.4.2 源于多酸的固体材料 |
| 1.4.3 钛取代的多金属钨酸盐的合成进展 |
| 1.4.4 多金属氧酸盐在光催化领域的应用 |
| 1.5 选题依据及目的 |
| 第二章 PPy/Ce_2S_3@PMo_3W_9三元复合材料的制备、表征和光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 Ce_2S_3纳米材料的制备 |
| 2.2.4 Ce_2S_3@PMo_XW_(12-X)(X=3、6、9)二元复合光催化剂的制备 |
| 2.2.5 PPy/Ce_2S_3@0.5%PMo_3W_9三元复合光催化剂的制备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 红外光谱分析 |
| 2.3.2 X-射线衍射谱图分析 |
| 2.3.3 微观形貌分析 |
| 2.3.4 能带结构分析 |
| 2.3.5 光电性能测试 |
| 2.3.6 表面光电压分析和荧光测试 |
| 2.3.7 光催化还原Cr(VI) |
| 2.3.8 光催化氧化罗丹明B及光催化工作机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 杂多钛钨氧簇转化的WO_3/TiO_2异质结:制备,表征和光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器和设备 |
| 3.2.3 不同煅烧温度下WO_3/TiO_2异质结的制备 |
| 3.2.4 光催化降解盐酸四环素 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 WO_3/TiO_2异质结的红外光谱 |
| 3.3.2 XRD谱图分析 |
| 3.3.3 SEM图像 |
| 3.3.4 固体紫外漫反射光谱 |
| 3.3.5 光电性能测试 |
| 3.3.6 SPS 测试和 PL 测试表征 |
| 3.3.7 光催化降解盐酸四环素 |
| 3.3.8 光催化活性机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于钛钨氧簇[TiW_9O_(34)]的夹心型钴配合物:合成,晶体结构和光电化学传感性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 合成 |
| 4.3 结构 |
| 4.3.1 X-射线晶体学衍射数据 |
| 4.3.2 化合物1 的晶体结构 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 合成条件的分析 |
| 4.4.2 红外光谱 |
| 4.4.3 X-射线粉末衍射 |
| 4.4.4 能谱图像 |
| 4.4.5 固体紫外漫反射光谱 |
| 4.4.6 莫特-肖特基(Mott-Schottky)曲线 |
| 4.4.7 水溶液中稳定性的研究 |
| 4.4.8 循环伏安曲线 |
| 4.4.9 热重分析 |
| 4.4.10 电导率 |
| 4.5 光电化学性能的研究 |
| 4.5.1 Ba-1/FTO膜的I-t曲线 |
| 4.5.2 Ba-1/FTO膜对多巴胺的光电催化活性研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（4）金属硫化物半导体多级结构的构建及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光催化基本原理 |
| 1.1.1 本征激发 |
| 1.1.2 单一光催化剂反应机理 |
| 1.1.3 复合光催化剂反应机理 |
| 1.2 金属硫化物半导体光催化剂 |
| 1.2.1 纳米CdS光催化剂的研究概况 |
| 1.2.2 纳米MoS_2光催化剂的研究概况 |
| 1.3 共价有机框架(COFs)的研究概况 |
| 1.4 论文选题的意义,内容与创新点 |
| 1.4.1 本论文选题的目的与意义 |
| 1.4.2 本论文研究内容 |
| 1.4.3 本论文创新点 |
| 第二章 中空CdS@Mn-ZIF-67光催化剂的制备、光催化性能及机理研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验药品与化学试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.1.3 实验合成方案 |
| 2.1.4 表征方法 |
| 2.1.5 光催化性能测试方法 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 形貌分析 |
| 2.2.2 波谱分析 |
| 2.2.3 电化学分析 |
| 2.2.4 光催化降解分析 |
| 2.2.5 光催化析氢分析 |
| 2.2.6 光催化机理分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 中空/实心COFs-Ph@CdS光催化剂的制备、光催化性能及机理研究 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 实验药品与化学试剂 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.1.3 实验合成方案 |
| 3.1.4 表征方法 |
| 3.1.5 光催化性能测试方法 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 形貌分析 |
| 3.2.2 波谱分析 |
| 3.2.3 电化学分析 |
| 3.2.4 光催化降解分析 |
| 3.2.5 光催化析氢分析 |
| 3.2.6 光催化机理分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 LZU1@P/Co-MoS_2光催化剂的制备、光催化性能及机理研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 实验药品与化学试剂 |
| 4.1.2 实验仪器 |
| 4.1.3 实验合成方案 |
| 4.1.4 表征方法 |
| 4.1.5 光催化性能测试方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 形貌分析 |
| 4.2.2 波谱分析 |
| 4.2.3 电化学分析 |
| 4.2.4 光催化降解分析 |
| 4.2.5 光催化析氢分析 |
| 4.2.6 光催化机理分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）g-C3N4/Uio-66-NH2复合物光催化氧化合成亚胺和重整聚酯纤维制氢的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化技术在纺织领域中的应用 |
| 1.2.1 光催化绿色合成纺织化学品 |
| 1.2.2 光催化重整纺织品或纺织原料制氢 |
| 1.2.3 光催化降解纺织印染废水中的染料 |
| 1.2.4 光催化功能纺织品 |
| 1.3 g-C_3N_4基光催化剂的研究进展 |
| 1.3.1 g-C_3N_4简介 |
| 1.3.2 g-C_3N_4基光催化剂的改性研究 |
| 1.4 MOFs光催化剂的研究进展 |
| 1.4.1 MOFs光催化裂解水制氢 |
| 1.4.2 MOFs光催化还原CO_2 |
| 1.4.3 MOFs光催化有机化学反应 |
| 1.4.4 MOFs光催化去除水中污染物 |
| 1.5 g-C_3N_4/Uio-66复合光催化剂的研究进展 |
| 1.6 立题依据及本论文拟开展的工作 |
| 1.7 本论文的特色与创新 |
| 第二章 Ni/g-C_3N_4空心球的制备及其可见光催化氧化苄胺制备亚胺和重整聚酯纤维制氢 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 化学试剂和实验仪器 |
| 2.2.2 Ni/g-C_3N_4空心球复合光催化剂的制备 |
| 2.2.3 表征手段 |
| 2.2.4 光催化性能测试 |
| 2.2.5 光电化学测试 |
| 2.2.6 染色和测色实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Ni/g-C_3N_4空心球的形貌和物性表征 |
| 2.3.2 光催化氧化苄胺制备亚胺和重整聚酯纤维制氢性能测试 |
| 2.3.3 亚胺染料的染色性能分析 |
| 2.3.4 光催化氧化苄胺和重整聚酯纤维制氢反应机理研究 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 退火法构建g-C_3N_4/Uio-66-NH_2异质结及其可见光催化氧化苄胺和重整聚酯纤维制氢的性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 化学试剂和实验仪器 |
| 3.2.2 g-C_3N_4/Uio-66-NH_2异质结的制备 |
| 3.2.3 表征手段 |
| 3.2.4 光催化性能测试 |
| 3.2.5 光电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 g-C_3N_4/Uio-66-NH_2异质结的形貌和结构表征 |
| 3.3.2 光催化氧化苄胺和重整聚酯纤维制氢性能测试 |
| 3.3.3 光催化氧化苄胺的反应机理研究 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 原位沉积法制备g-C_3N_4纳米管/Uio-66-NH_2复合物及其光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 化学试剂和实验仪器 |
| 4.2.2 g-C_3N_4纳米管/Uio-66-NH_2复合物的制备 |
| 4.2.3 表征手段 |
| 4.2.4 光催化性能测试 |
| 4.2.5 光电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 g-C_3N_4纳米管/Uio-66-NH_2复合物的形貌和结构表征 |
| 4.3.2 光催化氧化苄胺和重整聚酯纤维制氢性能测试 |
| 4.3.3 光催化氧化苄胺的反应机理研究 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 基于共价键结合的g-C_3N_4/Uio-66-NH_2复合物光催化产氢协同氧化苄胺和重整聚酯纤维制氢 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 化学试剂和实验仪器 |
| 5.2.2 基于共价键结合的g-C_3N_4/Uio-66-NH_2复合催化剂的制备 |
| 5.2.3 表征手段 |
| 5.2.4 光催化性能测试 |
| 5.2.5 光电化学测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 基于共价键结合的g-C_3N_4/Uio-66-NH_2复合催化剂的形貌和结构表征 |
| 5.3.2 光催化产氢协同氧化苄胺性能测试 |
| 5.3.3 光催化重整聚酯纤维制氢的性能测试 |
| 5.3.4 光催化产氢协同氧化苄胺反应的机理研究 |
| 5.3.5 光催化重整聚酯纤维制氢反应的机理探究 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（6）半导体氧化物纳米材料结构调控及其光催化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光催化理论 |
| 1.2.1 半导体光催化反应机理 |
| 1.2.2 半导体光催化剂存在的问题 |
| 1.2.3 提高半导体光催化活性的方法 |
| 1.2.4 半导体光催化剂催化性能的表征方法 |
| 1.3 氯氧化铋基光催化剂 |
| 1.3.1 氯氧化铋的基本性质及结构特点 |
| 1.3.2 氯氧化铋的合成方法 |
| 1.3.3 氯氧化铋在光催化领域中的研究进展 |
| 1.4 氧化亚铜基光催化剂 |
| 1.4.1 氧化亚铜的基本性质及结构特点 |
| 1.4.2 氧化亚铜的合成方法 |
| 1.4.3 氧化亚铜在催化领域的应用及研究进展 |
| 1.5 选题依据及研究内容 |
| 第2章 胶束法制备不同开口角度的中空开放BiOCl纳米帽及其光催化降解RhB的性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与表征仪器 |
| 2.2.2 纳米帽及纳米片的合成 |
| 2.2.3 纳米帽及纳米片的催化活性和光电性质的测定 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 纳米帽的形貌和结构 |
| 2.3.2 纳米帽的形成机理 |
| 2.3.3 纳米帽光催化性能评估 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 氯溴氧铋超薄纳米片的合成并基于其光响应类氧化酶活性检测谷胱甘肽浓度 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与表征仪器 |
| 3.2.2 超薄纳米片的制备及其光响应型类氧化酶活性 |
| 3.2.3 超薄纳米片光响应型类氧化酶的稳态动力学分析 |
| 3.2.4 超薄纳米片用于检测谷胱甘肽 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 超薄纳米片的合成与表征 |
| 3.3.2 超薄纳米片的光响应类氧化酶活性 |
| 3.3.3 光响应类氧化酶活性成分的测定 |
| 3.3.4 比色法检测谷胱甘肽 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磁性氧化亚铜纳米球催化合成D-A环丙烷 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与表征仪器 |
| 4.2.2 催化剂的制备 |
| 4.2.3 催化环加成反应 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂的形貌和结构 |
| 4.3.2 模板反应条件的优化 |
| 4.3.3 模板反应的拓展 |
| 4.3.4 催化机理的探究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 碳量子点改善的光芬顿催化剂及其光催化降解有机污染物的性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂与表征仪器 |
| 5.2.2 样品的制备 |
| 5.2.3 复合材料光催化活性的测定 |
| 5.2.4 荧光法检测OH·的相对生成量 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 复合材料的形貌与结构 |
| 5.3.2 复合材料的催化活性 |
| 5.3.3 复合材料的可重复使用性 |
| 5.3.4 MO降解产物的推断 |
| 5.3.5 可降解底物的扩展 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（7）高碘氧铋基复合光催化剂的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化概述 |
| 1.2.1 光催化反应原理 |
| 1.2.2 光催化反应影响因素 |
| 1.3 Bi_5O_7I光催化剂 |
| 1.3.1 Bi_5O_7I的结构及性质 |
| 1.3.2 Bi_5O_7I的制备方法 |
| 1.3.3 Bi_5O_7I基光催化剂的改性研究进展 |
| 1.3.4 Bi_5O_7I基光催化剂的应用 |
| 1.4 CdS光催化剂 |
| 1.5 本课题提出的意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 本课题的意义 |
| 1.5.2 本课题的研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验主要试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 光催化剂的表征手段 |
| 2.2.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.5 N_2吸附-脱附表征(N_2-BET) |
| 2.2.6 紫外-可见漫反射(UV-Vis) |
| 2.2.7 傅里叶红外光谱(FT-IR) |
| 2.2.8 扫描开尔文探针(SKP) |
| 2.2.9 电子自旋共振(ESR) |
| 2.2.10 接触角(CA)测试 |
| 2.2.11 光热测试(PT) |
| 2.3 光催化性能分析 |
| 2.3.1 光催化降解双酚A分析 |
| 2.3.2 光催化降解二氯酚分析 |
| 2.3.3 光解水制氢分析 |
| 2.3.4 光电化学性能测试 |
| 第3章 Bi_5O_7I/Ag复合光催化剂的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Bi_5O_7I/Ag复合光催化剂的制备 |
| 3.3 Ag纳米粒子的优选 |
| 3.4 Bi_5O_7I/Ag复合光催化剂的表征 |
| 3.4.1 晶体结构和形貌分析 |
| 3.4.2 元素组成和价态分析 |
| 3.4.3 光学性质分析 |
| 3.5 Bi_5O_7I/Ag复合光催化剂的性能 |
| 3.5.1 光催化降解双酚A测试 |
| 3.5.2 光催化降解二氯酚测试 |
| 3.5.3 光催化产氢测试 |
| 3.5.4 光电转换性能测试 |
| 3.6 Bi_5O_7I/Ag复合光催化剂的光催化机理探究 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 Bi_5O_7I/Ag/CdS复合光催化剂的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Bi_5O_7I/Ag/CdS复合光催化剂的制备 |
| 4.3 Cd S量子点的优选 |
| 4.4 Bi_5O_7I/Ag/CdS复合光催化剂的表征 |
| 4.4.1 晶体结构和形貌分析 |
| 4.4.2 元素组成和价态分析 |
| 4.4.3 光学性质分析 |
| 4.4.4 比表面积分析 |
| 4.4.5 接触角分析 |
| 4.5 Bi_5O_7I/Ag/CdS复合光催化剂的性能 |
| 4.5.1 光催化降解双酚A测试 |
| 4.5.2 光催化降解二氯酚测试 |
| 4.5.3 光解水制氢测试 |
| 4.5.4 光电转换性能测试 |
| 4.5.5 循环稳定性测试 |
| 4.6 Bi_5O_7I/Ag/CdS复合光催化剂的光催化机理探究 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间科研成果 |
（8）溴氧化铋基复合材料的制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 Bi系光催化材料 |
| 1.2.1 氧化铋和硫化铋光催化材料 |
| 1.2.2 铋的金属含氧酸盐光催化材料 |
| 1.2.3 铋的非金属含氧酸盐光催化材料 |
| 1.3 BiOBr的研究进展 |
| 1.3.1 BiOBr的制备方法 |
| 1.3.2 BiOBr光催化性能的改性研究 |
| 1.3.3 BiOBr回收性能的改进 |
| 1.4 研究目的和内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 研究路线 |
| 1.6 研究的创新点 |
| 2 材料和方法 |
| 2.1 实验材料及试剂 |
| 2.2 主要仪器及设备 |
| 2.3 样品表征技术 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.3.2 扫描电镜(SEM)分析 |
| 2.3.3 红外光谱(FT-IR)分析 |
| 2.3.4 光致发光(PL)分析 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.3.6 紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)分析 |
| 2.3.7 电子顺磁共振(EPR)分析 |
| 2.4 光催化性能测试 |
| 3 不同形貌BiOBr的制备及其光催化性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 BiOBr的制备 |
| 3.2.1 水溶剂下BiOBr的制备 |
| 3.2.2 乙二醇溶剂下BiOBr的制备 |
| 3.3 表征与分析 |
| 3.3.1 物相组成分析 |
| 3.3.2 微观形貌和元素组成分析 |
| 3.3.3 吸光性能分析 |
| 3.3.4 BiOBr的形成机理 |
| 3.3.5 光催化条件优化 |
| 3.3.6 光催化活性及降解动力学分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 SnO_2/BiOBr的制备及其光催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 SnO_2/BiOBr的制备 |
| 4.3 表征与分析 |
| 4.3.1 物相组成分析 |
| 4.3.2 微观形貌分析 |
| 4.3.3 元素组成分析 |
| 4.3.4 吸光性能分析 |
| 4.3.5 SnO_2/BiOBr的形成机理 |
| 4.3.6 光催化活性及降解动力学分析 |
| 4.3.7 活性物质捕获实验及机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Bi/BiOBr的制备及其光催化性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 Bi/BiOBr的制备 |
| 5.3 表征与分析 |
| 5.3.1 物相组成分析 |
| 5.3.2 微观形貌分析 |
| 5.3.3 元素组成分析 |
| 5.3.4 吸光性能分析 |
| 5.3.5 FT-IR分析 |
| 5.3.6 光致发光分析 |
| 5.3.7 Bi/BiOBr的形成机理 |
| 5.3.8 光催化活性和降解动力学分析 |
| 5.3.9 活性物质捕获实验及机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 Bi_2WO_6/Bi/BiOBr的制备及其光催化性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 Bi_2WO_6/Bi/BiOBr的制备 |
| 6.3 表征与分析 |
| 6.3.1 物相组成分析 |
| 6.3.2 微观形貌分析 |
| 6.3.3 元素组成分析 |
| 6.3.4 吸光性能分析 |
| 6.3.5 Bi_2WO_6/Bi/BiOBr的形成机理 |
| 6.3.6 光催化活性分析 |
| 6.3.7 活性物质捕获实验及机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 CdS/Bi/BiOBr的制备及其光催化性能研究 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 CdS/Bi/BiOBr的制备 |
| 7.3 表征与分析 |
| 7.3.1 物相组成分析 |
| 7.3.2 微观形貌分析 |
| 7.3.3 元素组成分析 |
| 7.3.4 吸光性能分析 |
| 7.3.5 CdS/Bi/BiOBr的形成机理 |
| 7.3.6 光催化活性分析 |
| 7.3.7 降解动力学分析 |
| 7.3.8 活性物质捕获实验及机理分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（9）静电纺丝技术制备纳米光催化剂TiO2/PVDF/g-C3N4和Na0.5Bi0.5TiO3（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 静电纺丝技术 |
| 1.1.1 静电纺丝的发展和原理 |
| 1.1.2 静电纺丝应用 |
| 1.2 半导体催化 |
| 1.2.1 半导体光催化催化原理 |
| 1.2.2 半导体催化剂影响因素 |
| 1.2.3 光催化应用 |
| 1.3 本文主要研究目的和内容 |
| 第二章 具有优异光催化性能的柔性TiO_2/PVDF/g-C_3N_4 纳米复合材料 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 TBOT/聚偏氟乙烯纤维的制备 |
| 2.2.3 g-C_3N_4的制备 |
| 2.2.4 柔性TiO_2/PVDF/g-C_3N_4 复合材料的制备 |
| 2.2.5 合成和应用过程 |
| 2.2.6 表征手段 |
| 2.2.7 光催化活性性能 |
| 2.3 结果和讨论 |
| 2.3.1 结构和形态特征 |
| 2.3.2 光学特性 |
| 2.3.3 光催化和自清洁性能 |
| 2.3.4 反应机制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于纺丝技术制备无机压电光催化Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3 纳米纤维膜 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试验试剂 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 成分、结构、形貌分析 |
| 3.3.2 BNT样品光学性能测试 |
| 3.3.3 催化性能研究和稳定性 |
| 3.3.4 催化反应机理的讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）二氧化钛纳米棒阵列光电极的制备及其在光催化燃料电池中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光催化燃料电池(PFC) |
| 1.2.1 发展历史 |
| 1.2.2 基本原理 |
| 1.2.3 基本结构 |
| 1.2.4 光阳极材料 |
| 1.2.5 体系的优化 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 光电极材料的制备与表征 |
| 1.4.2 PFC体系的构建与性能研究 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验材料与实验仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 光电极材料的制备 |
| 2.2.1 Sb/TNR光电极的制备 |
| 2.2.2 Si/TNR光电极的制备 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析 |
| 2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.3.5 拉曼光谱(Raman)分析 |
| 2.3.6 紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)分析 |
| 2.4 光电化学性能测试 |
| 2.4.1 伏安特性曲线(LSV)测试 |
| 2.4.2 光电转化效率(IPCE)测试 |
| 2.4.3 交流阻抗谱(EIS) |
| 2.4.4 强度调制的光电流谱(IMPS) |
| 2.4.5 肖特-莫特吉(Mott-Schottky)曲线测试 |
| 2.5 PFC的构建及性能评价 |
| 2.5.1 PFC的构建 |
| 2.5.2 PFC的性能评价 |
| 第3章 Sb/TNR光电极的制备及其在PFC体系中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Sb/TNR光电极的表征与分析 |
| 3.2.1 Sb/TNR的形貌及结构分析 |
| 3.2.2 Sb/TNR的光电化学性能 |
| 3.3 PFC体系的开发与利用 |
| 3.4 PFC应用于废水处理和清洁能源的回收 |
| 3.5 影响因素研究 |
| 3.5.1 Sb/TNR的影响 |
| 3.5.2 光的影响 |
| 3.5.3 初始有机物浓度的影响 |
| 3.5.4 pH的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Si/TNR光电极的制备及其在PFC体系中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Si/TNR的合成与表征 |
| 4.3 Si/TNR的光电化学性能分析 |
| 4.4 PFC体系的构建及其在废水资源化中的利用 |
| 4.4.1 PFC体系的构建 |
| 4.4.2 PFC体系用于降解有机物、产氢与发电性能研究 |
| 4.4.3 PFC体系稳定性评价 |
| 4.5 PFC体系性能影响因素 |
| 4.5.1 底物初始浓度影响 |
| 4.5.2 电解质溶液的影响 |
| 4.5.3 pH的影响 |
| 4.5.4 不同有机物的影响 |
| 4.6 PFC的反应机理 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 缩略词语 |
| 后记 |
四、新颖的常温光催化技术（论文参考文献）
- [1]铋基一维复合材料的制备及其光催化性能研究[D]. 张鹏飞. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [2]提高石墨相氮化碳光催化氧化和还原性能的新策略探究[D]. 王欣月. 东北师范大学, 2021(09)
- [3]多酸基半导体复合材料的制备、性质及其光催化应用[D]. 郑悦. 东北师范大学, 2021(12)
- [4]金属硫化物半导体多级结构的构建及光催化性能研究[D]. 游丹. 中国地质大学, 2021(02)
- [5]g-C3N4/Uio-66-NH2复合物光催化氧化合成亚胺和重整聚酯纤维制氢的性能研究[D]. 章世深. 浙江理工大学, 2021(02)
- [6]半导体氧化物纳米材料结构调控及其光催化研究[D]. 张艳群. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]高碘氧铋基复合光催化剂的制备及性能研究[D]. 王珂. 黑龙江大学, 2021(09)
- [8]溴氧化铋基复合材料的制备及其光催化性能研究[D]. 高占尧. 西安理工大学, 2020
- [9]静电纺丝技术制备纳米光催化剂TiO2/PVDF/g-C3N4和Na0.5Bi0.5TiO3[D]. 周同同. 青岛大学, 2020(01)
- [10]二氧化钛纳米棒阵列光电极的制备及其在光催化燃料电池中的应用[D]. 常晟. 广州大学, 2020(02)