AAO/Ag NPs/TiO 2 复合材料光学与催化特性研究

发布时间：2024-01-30 00:25

　　在有机污染物的降解技术中,光催化技术是一种高效、绿色环保的技术。而TiO2因其化学性质稳定、廉价、无毒且对有机物矿化具有良好的作用,因此应用在环境治理方面有重要意义。表面等离激元(Surface Plasmon,SP)强烈的依赖于金属纳米结构的形状、尺寸等,因此研究金属纳米结构上的光学性质具有重要意义。本文利用时域有限差分法设计多组模型并测试分析了基于多孔氧化铝模板与银纳米颗粒复合体系模型的光吸收情况。采用热蒸发法与浸泡法制备AAO/Ag NPs/TiO2复合材料并表征,对染料罗丹明B(RhB)作为吸光度测试底物进行降解研究。本文的研究工作及取得的结果如下:(1)利用金属纳米颗粒等离激元共振模式杂化原理设计了AAO/Ag NPs复合体系模型,基于时域有限差分算法研究了复合体系模型在400-2500nm波段的光吸收率。AAO/Ag NPs复合体系在可见波段和近红外波段的平均光吸收率为96.5%,其中最高光吸收率可达99.4%且光吸收率随着波长增加而降低。当沉积Ag NPs尺寸越小、尺寸大小变化范围越大、形状越接近椭球体、环数越多、沉积密度较低时,AAO/Ag NPs复合体系光吸收效率越高...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二氧化钛
        1.2.1 结构性质及对光的要求
        1.2.2 光催化机理
    1.3 贵金属纳米材料
        1.3.1 金属纳米材料表面等离激元
        1.3.2 表面等离激元概念及其机理
        1.3.3 金属纳米粒子的LSPR特性分析
    1.4 金属纳米材料与二氧化钛结合
    1.5 本文主要研究内容
    1.6 本章小结
第二章 光吸收特性理论计算
    2.1 等离子体效应超吸收特性研究现状
    2.2 电磁波时域有限差分法基本原理
        2.2.1 两个旋度方程
        2.2.2 中心差分近似法
        2.2.3 Yee元胞基本思想
        2.2.4 边界条件
        2.2.5 材料的色散模型
        2.2.6 MIM波导传播模式讨论
    2.3 FDTD算法验证
    2.4 实验方法
        2.4.1 复合体系制备方法及装置
        2.4.2 测试及分析方法
    2.5 本章小结
第三章 AAO/Ag NPs光学及催化特性研究
    3.1 基于AAO/Ag NPs光吸收特性理论计算及制备
        3.1.1 比较不同颗粒尺寸的AgNPs对体系光吸收特性影响
        3.1.2 比较不同尺寸大小变化范围的AgNPs对体系光吸收特性影响
        3.1.3 比较不同形状的AgNPs对体系光吸收特性影响
        3.1.4 比较不同环数的AgNPs对体系光吸收特性影响
        3.1.5 比较不同疏密度的AgNPs对体系光吸收特性影响
        3.1.6 样品制备及分析
    3.2 降解性能研究
        3.2.1 制备AAO/Ag NPs/TiO₂样品
        3.2.2 降解步骤及设计
        3.2.3 降解性能研究
        3.2.4 降解机理分析
        3.2.5 结论
    3.3 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：3889130