BiOCl电荷分离与光催化活性增强研究
发布时间：2023-12-10 17:54
BiOCl光催化材料由于独特的层状晶体结构和电子能带结构,近年来受到广泛的关注,但光生载流子分离效率差和光吸收低是限制其光催化效率的关键因素。本文针对解决上述问题展开研究。(1)通过简单的一步水热或水解法分别制备暴露了{001}和{010}面的BiOCl。由于更优的电荷分离和迁移效率,BiOCl-(001)的光催化还原产氢及降解性能都优于BiOCl-(010)。BiOCl-(001)高的电荷分离则是由于BiOCl晶体结构中存在沿[001]方向的内建电场促进光生载流子的分离以及{001}面不饱和的原子作为活性位点捕获光生电子所造成。该研究成果为深入理解晶面依赖的电荷迁移行为提供了新的见解。(2)采用延时水热法制备了暴露{001}顶面、{112}侧面和{102}斜面的BiOCl十八面体。模拟太阳光下BiOCl十八面体的光催化还原产氢和光氧化产·OH速率远高于四方片状BiOCl。光电性能测试表明BiOCl十八面体光催化性能的提高得益于其电荷分离和迁移效率的增强。理论计算发现,BiOCl十八面体具有带边结构匹配良好的{001}/{102}/{112}三元晶面结,电子从{112}面流向{102}...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 半导体光催化技术基本原理与改性策略
1.2.1 半导体光催化基本原理
1.2.2 光催化材料改性策略
1.3 铋系光催化材料结构概述
1.3.1 Sillen结构
1.3.2 Sillen-related结构
1.3.3 Aurivillius结构
1.3.4 Sillen-Aurivillius结构
1.3.5 其它结构
1.4 BiOCl光催化材料研究进展
1.4.1 BiOCl的晶体结构与电子结构
1.4.2 BiOCl的合成方法
1.4.3 BiOCl的改性策略
1.4.4 BiOCl的应用方面
1.5 论文选题依据、意义及研究内容
1.5.1 选题依据和意义
1.5.2 论文研究内容
第二章 分别暴露{001}与{010}晶面Bi OCl的制备与光催化性能研究
2.1 引言
2.2 BiOCl-(001)与Bi OCl-(010)的制备和测试表征
2.2.1 主要实验试剂和仪器
2.2.2 样品合成
2.2.3 测试表征
2.2.4 光催化活性评估实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 BiOCl-(001)与Bi OCl-(010)样品的表征
2.3.2 光催化氧化还原活性
2.3.3 光催化机理研究
2.4 本章小结
第三章 BiOCl十八面体的制备与光催化性能研究
3.1 引言
3.2 BiOCl十八面体的制备和测试表征
3.2.1 主要实验试剂和仪器
3.2.2 样品合成
3.2.3 测试表征
3.2.4 光催化活性评估实验
3.2.5 密度泛函理论计算(DFT)
3.3 结果与讨论
3.3.1 BiOCl十八面体样品的表征
3.3.2 光催化氧化还原活性分析
3.3.3 光催化机理研究
3.4 本章小结
第四章 生物炭负载BiOCl的制备与光催化性能研究
4.1 引言
4.2 生物炭负载BiOCl的制备和测试表征
4.2.1 主要实验试剂和仪器
4.2.2 样品合成
4.2.3 测试表征
4.2.4 光催化活性评估实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 生物炭负载Bi OCl样品的表征
4.3.2 光催化降解性能分析
4.3.3 光催化机理研究
4.4 本章小结
第五章 植物提取液还原法制备氧氯双空位BiOCl与光催化活性研究
5.1 引言
5.2 氧氯双空位BiOCl的制备和测试表征
5.2.1 主要实验试剂和仪器
5.2.2 样品合成
5.2.3 测试表征
5.2.4 光催化活性评估实验
5.2.5 密度泛函理论计算(DFT)
5.3 结果与讨论
5.3.1 氧氯双空位Bi OCl样品的表征
5.3.2 光催化氧化还原活性分析
5.3.3 光催化机理研究
5.3.4 植物提取液还原法对其它卤氧铋普适性以及重现性研究
5.4 本章小结
第六章 结论
6.1 主要结论
6.2 论文的创新点及意义
6.3 存在的问题及展望
参考文献
附件
致谢
本文编号：3872854
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
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中文摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 半导体光催化技术基本原理与改性策略
1.2.1 半导体光催化基本原理
1.2.2 光催化材料改性策略
1.3 铋系光催化材料结构概述
1.3.1 Sillen结构
1.3.2 Sillen-related结构
1.3.3 Aurivillius结构
1.3.4 Sillen-Aurivillius结构
1.3.5 其它结构
1.4 BiOCl光催化材料研究进展
1.4.1 BiOCl的晶体结构与电子结构
1.4.2 BiOCl的合成方法
1.4.3 BiOCl的改性策略
1.4.4 BiOCl的应用方面
1.5 论文选题依据、意义及研究内容
1.5.1 选题依据和意义
1.5.2 论文研究内容
第二章 分别暴露{001}与{010}晶面Bi OCl的制备与光催化性能研究
2.1 引言
2.2 BiOCl-(001)与Bi OCl-(010)的制备和测试表征
2.2.1 主要实验试剂和仪器
2.2.2 样品合成
2.2.3 测试表征
2.2.4 光催化活性评估实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 BiOCl-(001)与Bi OCl-(010)样品的表征
2.3.2 光催化氧化还原活性
2.3.3 光催化机理研究
2.4 本章小结
第三章 BiOCl十八面体的制备与光催化性能研究
3.1 引言
3.2 BiOCl十八面体的制备和测试表征
3.2.1 主要实验试剂和仪器
3.2.2 样品合成
3.2.3 测试表征
3.2.4 光催化活性评估实验
3.2.5 密度泛函理论计算(DFT)
3.3 结果与讨论
3.3.1 BiOCl十八面体样品的表征
3.3.2 光催化氧化还原活性分析
3.3.3 光催化机理研究
3.4 本章小结
第四章 生物炭负载BiOCl的制备与光催化性能研究
4.1 引言
4.2 生物炭负载BiOCl的制备和测试表征
4.2.1 主要实验试剂和仪器
4.2.2 样品合成
4.2.3 测试表征
4.2.4 光催化活性评估实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 生物炭负载Bi OCl样品的表征
4.3.2 光催化降解性能分析
4.3.3 光催化机理研究
4.4 本章小结
第五章 植物提取液还原法制备氧氯双空位BiOCl与光催化活性研究
5.1 引言
5.2 氧氯双空位BiOCl的制备和测试表征
5.2.1 主要实验试剂和仪器
5.2.2 样品合成
5.2.3 测试表征
5.2.4 光催化活性评估实验
5.2.5 密度泛函理论计算(DFT)
5.3 结果与讨论
5.3.1 氧氯双空位Bi OCl样品的表征
5.3.2 光催化氧化还原活性分析
5.3.3 光催化机理研究
5.3.4 植物提取液还原法对其它卤氧铋普适性以及重现性研究
5.4 本章小结
第六章 结论
6.1 主要结论
6.2 论文的创新点及意义
6.3 存在的问题及展望
参考文献
附件
致谢
本文编号：3872854
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