论文摘要
由于TiO2不能高效的利用太阳光能源,因此需要开发新的具有可见光光催化响应能力的新型催化剂。单斜晶白钨矿型BiVO4光催化剂具有天然的可见光催化活性。为了进一步提高其光催化活性,通过分析其本身的能带结构,发现BiVO4的导带仅略微在0 eV之上一点,光生电子不能轻易的被空气中的O2捕获,难以形成超氧自由基。因此需要构造异质结以提高其电子-空穴的转移速率,利用碳球负载BiVO4使其敏化且得以良好负载并便于应用。XRD、SEM、TEM、HRTEM、EDX、FTIR、PL、UV-vis DRS和CV等表征表明,通过延长水热时间（12h）,可在低温（190℃）、无模板剂条件下制的窄带隙的单斜晶白钨矿型BiVO4光催化剂,其粒径大小约500nm。金属修饰BiVO4的光催化活性次序为：CuO-BiVO4>Nb2O5-BiVO4> Fe2O3-BiVO4。Nb与V原子性质相近,Nb可取代BiVO4中部分V的位置,形成晶格缺位,致使电子更易被激发,从而提高其光催化性能。CuO与BiVO4形成p-n异质结,提高了光生电子的转移速度,降低了电子与空穴的复合率,可进一步提升反应效率。碳球（CS）主要有以下作用：（1）吸附作用,增加污染物与催化剂的接触率；（2）敏化作用,减小CuO-BiVO4的禁带宽度；（3）充当电子阱,捕获电子,并降低电子-空穴复合率,提高氧化效率；（4）充当散热器（heat sinks）,减小晶粒大小；（5）作为载体,改善催化剂的使用性能。
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致谢摘要Abstract1 绪论1.1 引言1.2 光催化材料及技术概述1.2.1 光催化技术的研究背景1.2.2 光催化剂的种类及改性技术4（s-M）半导体材料概述'>1.3 BIVO4（s-M）半导体材料概述4（s-m）的性质结构和用途'>1.3.1 BiVO4（s-m）的性质结构和用途4的催化机理'>1.3.2 BiVO4的催化机理4的研究现状'>1.3.3 BiVO4的研究现状1.4 异质结半导体1.4.1 异质结半导体原理1.4.2 异质结半导体在光催化中的应用1.5 碳球（CS）研究及应用1.5.1 新型电极/电池制备1.5.2 催化剂的负载1.5.3 C的敏化1.6 选题依据、研究目的及内容1.6.1 选题背景及依据1.6.2 研究目的和意义1.6.3 研究内容2 实验材料、仪器及分析方法介绍2.1 实验材料和仪器2.1.1 实验材料2.1.2 实验仪器2.2 实验分析方法2.2.1 气相色谱分析条件及GC标准曲线绘制2.2.2 甲苯标准曲线的绘制2.2.3 UV-Vis分析条件2.2.4 MB标准曲线的绘制2.3 催化剂活性评价2.3.1 降解甲苯活性测试2.3.2 降解亚甲基蓝（MB）活性测试2.4 催化剂表征分析仪器及原理2.4.1 X-射线衍射（XRD）分析2.4.2 紫外可见（UV-vis）漫反射光谱分析2.4.3 透射电镜（TEM）分析/HRTEM/EDX2.4.4 扫描电镜（SEM）分析2.4.5 FTIR分析2.4.6 循环伏安法（CV）分析4（s-m）水热法制备、表征和光催化性能初探'>3 BiVO4（s-m）水热法制备、表征和光催化性能初探3.1 实验过程3.2 结果与讨论3.2.1 XRD表征结果分析3.2.2 SEM和TEM-HRTEM表征结果分析3.2.3 UV-vis表征结果分析3.2.4 FTIR表征结果分析3.3 本章小结4研究及性能优化'>4 Fe、Cu及Nb修饰BiVO4研究及性能优化4.1 实验过程4制备'>4.1.1 金属修饰BiVO4制备4的活性表征'>4.1.2 金属修饰BiVO4的活性表征4.2 结果与讨论4.2.1 Fe、Cu及Nb修饰的影响及筛选4.2.2 Cu含量的影响4.2.3 煅烧温度的影响4降解MB机理研究'>4.2.4 CuO-BiVO4降解MB机理研究4.3 本章小结4@C的制备、表征和光催化活性研究'>5 新型CuO-BiVO4@C的制备、表征和光催化活性研究5.1 实验过程4@C制备方法'>5.1.1 CuO-BiVO4@C制备方法4@C的分析仪器'>5.1.2 CuO-BiVO4@C的分析仪器5.1.3 光催化活性测试4@C结果与讨论'>5.2 CuO-BIVO4@C结果与讨论4@C的表征与优化'>5.2.1 CuO-BiVO4@C的表征与优化5.2.2 光催化活性测试4@C合成与降解污染物电子转移机理图'>5.2.3 CuO-BiVO4@C合成与降解污染物电子转移机理图6 结论、创新点及建议6.1 结论6.2 创新点6.3 建议参考文献作者简历及攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利
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