导读:本文包含了半导体纳米复合物论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:SPR,电荷转移,SERS,金纳米棒
半导体纳米复合物论文文献综述
韩瑞[1](2018)在《基于SERS光谱研究半导体-MBA-Au纳米棒复合物中的界面电荷转移》一文中研究指出众所周知,除了分子本身的共振之外,表面等离子体共振(SPR)和电荷转移共振(CT)被认为是表面增强拉曼散射(SERS)信号被极大增强的两个最重要的来源。SPR和CT对SERS效应的贡献,通常被看作是独立的,而SPR对CT的影响并没有系统的相关研究。与此同时,提高CT的效率对于光催化以及光电器件的发展具有非常重要的意义。在本文中,从以下两部分工作对其展开了研究:(1)TiO_2-MBA-Au NRs体系中界面电荷转移的研究:SPR的贡献基于SERS和叁明治分子4-巯基苯甲酸(4-MBA),研究了二氧化钛(TiO_2)和金(Au)之间的电荷转移。通过调节金纳米棒(Au NRs)的表面等离子体吸收,研究了复合物中SPR对CT的贡献。提出了半导体-分子-金属复合物中的电荷转移路径,并且探讨了SPR对界面CT的贡献机制。该研究建立了一种简单有效的通过SERS研究SPR对界面CT影响的方法,对于界面CT的进一步研究具有重要的意义。(2)基于不同形貌的氧化锌(ZnO)构筑的ZnO-MBA-Au NRs体系中的界面电荷转移的研究通过调控ZnO纳米粒子形貌及Au NRs的长径比,构筑了不同方式复合的ZnO-MBA-Au NRs组装体系。UV-vis光谱表征了Au纳米棒的SPR随其长径比的变化,以及不同的组装体中Au纳米棒的SPR的变化和半导体吸收带的变化。基于上述UV-vis光谱表征结果分析了不同的组装体系中Au纳米棒表面电子的缺失程度。进而Raman表征了不同的组装体系中的界面电荷转移,并且探究了SPR对组装体系的SERS和CT的贡献以及ZnO形貌对SPR贡献的影响。更深入的理解了SPR和CT的关系,为SERS技术的增强机理提供了更进一步的理论基础,也为构筑具有更高电荷转移度的体系提供了理论指导。对于SERS的发展以及高效的光电器件和光催化剂的制备都具有重要的意义。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01)
刘天宇[2](2017)在《反向负载金/半导体氧化物纳米复合物的制备及其光催化性能研究》一文中研究指出二氧化钛作为一种传统紫外光响应的光催化剂,对其进行非金属掺杂能够有效拓宽其光谱吸收范围,因而更好地利用太阳能,本论文首先通过溶剂热的方法合成了超细N掺杂TiO2纳米粒子,研究了其形貌结构,元素构成和光催化分解水制氢性能。另一方面,与贵金属复合也是提升半导体氧化物光催化性能的重要途径,本论文以种子生长法合成了具有规整形貌的纳米金粒子,并以其为载体,将多种氧化物与其复合,并研究了其可见光催化性能。全文主要研究内容如下:1.超细氮掺杂二氧化钛纳米粒子的制备及其自然光催化分解水制氢性能研究以四氯化钛为钛源,聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)为掺杂剂和稳定剂,乙二醇为溶剂,在溶剂热条件下制备了超细N掺杂TiO2纳米粒子。当原料中PVP与TiCl4的质量比约为]:9时样品表现出最佳的模拟自然光照下光催化分解水制氢性能,是纯TiO2样品的4.5倍左右,这主要是由于N元素的成功掺杂、增大的比表面积以及样品表面大量亲水基团所带来的优异的亲水性。2.反向金载二氧化钛纳米复合物的制备及其可见光辐照下分解水制氢性能研究以种子生长法合成了粒径在120 nm左右的规整纳米金粒子,并以其为载体,在四氯化钛-乙二醇体系中通过溶剂热法制备了具有反向结构的Au/Ti02纳米复合物,并表现出较好的可见光辐照下光催化分解水制氢性能,当金的摩尔分数为2%时Au/TiO2纳米复合物的产氢速率可达1000μmol·h-1·g-1,这是由于纳米金的表面等离子体共振效应、分散的产氢位点以及适宜的金复合量所致。3.反向金载氧化锌纳米复合物的制备及其可见光催化性能研究以纳米金为载体,在乙酸锌-氢氧化钾水溶液中经溶胶凝胶法合成了具有反向结构的Au/ZnO纳米复合物,并表现出较好的可见光催化降解MO溶液和可见光催化氧化甲醇的性能。反向结构促进了表面等离子体共振效应产生的光生载流子的分离,延长了光生载流子的寿命,进而提高了 Au/ZnO纳米复合物的光催化性能。4.反向金载二氧化铈纳米复合物的制备及其可见光催化性能研究以纳米金为载体,在硝酸铈-六亚甲基四胺水溶液中通过水热法合成了具有反向结构的Au/CeO2纳米复合物,并研究了其可见光催化分解水产氧性能和可见光催化降解MO溶液性能。当金的复合量为2%时Au/Ce02纳米复合物展现出最佳的产氧性能和降解MO性能。表面等离子体共振效应作为复合结构可见光响应的关键,促进了光生电子空穴对的分离,提高了光催化效率。5.反向金载二氧化锡纳米复合物的制备及其可见光催化性能研究以纳米金为载体,在四氯化锡-水合肼体系中合成了具有反向结构的Au/Sn02纳米复合物,并研究了其可见光降解MO溶液的性能。自由基捕获实验表明·O2-和h+是Aru/SnO2可见光降解MO溶液的主要活性物种,在光催化降解MO溶液过程中起主要作用。(本文来源于《南京理工大学》期刊2017-06-01)
朱姣丽[3](2016)在《石墨烯/半导体纳米复合物的制备及其与光催化性能的构效关系》一文中研究指出含石墨烯的复合物具有优异的光催化性能,近年来在光催化领域中引起了广泛的关注。研究人员普遍认为加入石墨烯可以改善半导体对光的吸收并加快半导体中光生载流子的分离,从而有效地增强了半导体的光催化活性。然而,随着石墨烯用量的增加,由石墨烯自身引起的固有副作用(例如光屏蔽作用)也逐渐显现出来,并影响这些含石墨烯的复合物的光催化性能。在许多研究中,都是通过调节石墨烯的添加量来优化含石墨烯的复合物的光催化性能。事实上,由于石墨烯没有被充分利用,石墨烯在增强半导体光催化活性的过程中根本就没有充分发挥其优势,前面所提到的这些副作用也随之凸现出来。在这些副作用存在的情况下,本论文合理地设计了 TiO2-G复合材料的结构,从而在光催化氧化还原体系中更有效地利用了石墨烯片。此外,贵金属纳米粒子具有局域表面等离子共振效应,使得他们在太阳光的可见光区域有着强而宽的吸收,常常被用来增强半导体的光催化活性。因此本文拟在TiO2-G复合物中负载纳米Ag,利用纳米Ag和石墨烯作为共催化剂来提高TiO2的光催化性能。主要内容如下:(1)通过两步法成功地制备了贴有石墨烯的TiO2球:先将比TiO2球更小的氧化石墨烯片贴到修饰后的TiO2球表面,然后原位光还原复合物中的氧化石墨烯。由于石墨烯片几乎完全贴在TiO2球表面,在贴有石墨烯的复合物中,这些石墨烯能够得到充分的利用,使得石墨烯和TiO2之间形成了更多的接触面,与传统的TiO2-G复合物相比能够更好地利用光照。因此,当石墨烯的用量相同时,在光催化降解甲基橙染料和光催化还原4-硝基苯酚的过程中,这些贴有石墨烯的TiO2球往往有着更高的光催化活性,这也表明在光催化体系中,贴有石墨烯的样品中石墨烯得到了更有效的利用。(2)通过选用相对较小的氧化石墨烯片贴在修饰后的TiO2表面并对样品进行原位光还原,制备了贴有石墨烯的TiO2复合材料。通过在TiO2-SG复合物中负载纳米Ag,得到TiO2-SG-Ag复合材料。石墨烯和纳米银作为共催化剂的协同效应可以更有效地加快光催化过程中光生载流子的分离,加快界面电荷的转移,从而更好地提高光催化活性。(本文来源于《福州大学》期刊2016-06-01)
曹慧娟[4](2015)在《基于半导体纳米复合物的光电化学microRNA传感》一文中研究指出MicroRNAs(miRNAs)为一系列短的内生非编码RNAs,在细胞的分化和增殖、肿瘤转移、病毒复制及神经退化过程中,扮演了重要的角色。因此,急需发展一种快速、简便、高灵敏性及高选择性定量检测miRNAs的方法。光电化学法是一种新兴的生物分析技术,在最近几年得到了广泛的关注。由于其激发光源和检测信号系统是完全分离的,使得检测时的背景信号较弱,从而提高了检测的灵敏度。此外,光电化学检测技术比传统的光化学和电化学检测法更快速、方便,选择性和精确度更高。本论文基于半导体纳米复合物,运用光电化学检测技术测定miRNAs,开展了以下两个方面的工作:1基于DNA-CdS量子点(QDs)敏化的羧酸化单壁碳纳米管(SWCNTs-COOH),我们设计出一种通用的光电化学生物传感平台。探针DNA-CdS QDs通过一步法合成获得,这比先前报道的合成方法更简便,DNA标记的CdS QDs通过π-π堆积效应结合到SWCNTs-COOH上形成具有光电化学活性的半导体纳米复合物。此纳米复合物展示出高的光电转换效率和良好的稳定性。MiRNAs为一类内生的非编码RNAs,在不同的生物学过程中扮演着重要的角色。以miRNA-7f作为模型,由于目标miRNA与探针DNA杂交,使得量子点修饰的DNA从SWCNTs-COOH表面脱离,基于此我们构建了一种新颖的信号减弱型的光电化学生物传感器,可以直接检测miRNA。我们提出的直接检测miRNA的方法相对于间接法来说检测的花费更低、更方便、更省时。在405 nm的可见光照射和较低的电位(-0.05 V)下,结合循环酶放大效应,该光电化学生物传感器检测miRNA-7f展现出宽的检测范围(50 fM-100 pM)和低的检测限(34 fM)。这种具有高灵敏度及高选择性的新颖的直接检测miRNAs的光电化学法有望应用于临床上miRNA的化验。2 Au纳米粒子通过酰胺键与ZnSe-COOH纳米晶组装制得了具有良好光电化学活性的半导体纳米复合物。Au纳米粒子产生热电子进入ZnSe-COOH纳米晶中,发生局域表面等离子体共振,产生了显着增强的光电流,从而极大的提高了光电化学生物传感器检测的灵敏度。基于该纳米复合物,我们发展了一种新颖的光电化学生物传感器平台。p19蛋白质与21-23碱基对(bp)双链RNA(dsRNA)有着高的特异性和亲和性,结合到dsRNA上的p19蛋白质能有效的阻碍电子供体向电极表面传输电子,得到一个减弱的光电流信号。以miRNA-122a为目标物,它能与探针RNA杂交形成21个bp的dsRNA,以此设计出一种高灵敏度的直接检测miRNA的光电化学生物传感器。该光电化学传感器对miRNA-122a检测的线性范围为350 fM至5 nM,检测限低至153 fM。此外该,传感器还表现出一系列其它优良的性能如易组装、响应迅速、灵敏度高、特异性好。把Au纳米粒子修饰到水溶性的ZnSe-COOH纳米晶上产生表面等离子体共振以此来提高光电化学检测的灵敏度,促进了光电化学生物传感的发展,拓宽了半导体纳米复合物的应用,具有广阔的前景。(本文来源于《南京师范大学》期刊2015-04-20)
娄世云,田沙沙,牛春宇,周少敏[5](2014)在《石墨烯/叁元半导体纳米晶复合物的制备及其光催化性能研究》一文中研究指出石墨烯/二元半导体纳米晶复合物作为光催化剂引起了人们的广泛研究,[1]但该类复合物中纳米晶的粒径难以控制导致与其尺寸相关的光学属性不易控制。而叁元半导体纳米晶可通过调控材料组分精确控制它们的光学性质,[2]因此迫切需要发展简单的方法来制备石墨烯/叁元半导体纳米晶复合材料。我们采用溶剂热法通过控制纳米晶的组分得到石墨烯/ZnxCd1-xS纳米晶复合物,其吸收范围可从319扩展至483 nm,[3]在可见光下能够高效催化降解甲基橙等有机染料。另外,采用相同的策略,合成出石墨烯/ZnxCd1-xS纳米球复合物,该类材料在可见光光催化降解有机污染物方面具有潜在的应用价值。(本文来源于《中国化学会第29届学术年会摘要集——第30分会:低维碳材料》期刊2014-08-04)
单姝[6](2014)在《基于功能化纳米半导体复合物的光电化学生物传感研究》一文中研究指出近年来,由太阳能电池发展而来的光电化学(PEC)传感器因为优越的检测性能而受到了越来越多的关注。随着材料科学,尤其是纳米半导体材料的不断发展,新的光电活性物质不断涌现。制备具有高光电转换效率(IPCE)的光敏电极将会提高PEC传感器的灵敏度。将其与生物技术结合,通过拓展检测对象的范围和开发新的信号传导机理,可以建立一系列新型的PEC生物传感器。本文基于纳米半导体异质结电极开发了两种新型的PEC生物传感器,具体内容如下:1、基于AChE抗体修饰交叉BiOI纳米片/TiO2纳米电极的PEC酶传感器首先制作了BiOI纳米片(NFs)/TiO2纳米颗粒(NPs) p-n异质结电极,然后利用蛋白质A对抗体的结合作用将乙酰胆碱酯酶抗体(anti-AChE)固载于复合电极上。该体系中,在无酶抑制剂甲基对硫磷(DNP)存在的情况下,酶能够在溶液中保持其最佳状态;在DNP存在时,酶的活性被抑制,其抑制程度和抑制剂的浓度密切相关。基于抗原抗体的免疫结合作用将乙酰胆碱酯酶(AChE)连接到电极上,由生物催化反应所控制的光电流响应将能反映溶液中酶抑制剂的浓度,检测限达0.015ng/mL。结合其它酶催化系统,这一设计也为其它的酶抑制或酶活性分析提供了一种普适方法。2、 BiOI纳米片/TiO2纳米管阵列p-n异质结及其在光电化学生物分析中的应用开发了一种基于BiOI纳米片(NFs)/TiO2纳米管(NTs)阵列p-n异质结电极的新型免疫传感器,用于血管内皮生长因子(VEGF)的灵敏检测。我们首先制作了由叁维p型半导体BiOI NFs和一维n型半导体TiO2 NTs构成的复合电极,由于其独特的阵列结构和p-n异质结的光电化学协同效应,该电极具有出色的光激发效率和光电响应。接着通过在该材料上精心构建标记有葡萄糖脱氢酶(GDH)的免疫叁明治分析模型,实现了对VEGF的高灵敏检测。线性范围从10pg/mL到1.0ng/mL,检测限达10pg/mL。这项工作不仅提出了一种简单的BiOI NFs/TiO2 NTsp-n异质结的构建方法,而且为性能优越的光电化学传感器的构筑提供了新的思路。(本文来源于《南京大学》期刊2014-05-01)
曾宪祥[7](2014)在《基于半导体—石墨烯纳米复合物的光电化学免疫传感》一文中研究指出光电化学检测作为一种新兴的分析技术,规避了传统分析方法的设备昂贵、操作条件严苛、费时和难以原位或者在线监测等缺点。以合适波长的光作为外界刺激,可以实现光电化学反应的可控发生。光电化学检测将激发源(光)和检测信号(电流)完全分开,不仅可以极大地降低背景信号,而且在保证高的灵敏度和循环周期的同时,可以实现在低电位下对肿瘤标志物的检测。因此,将光电化学生物分析技术与生物识别作用相结合而发展的传感器具有反应迅速、灵敏度高、选择性好、设计简易、仪器小型化、价格低廉等优点,有望在癌症早期诊断上得到广泛应用。本论文将光电化学检测技术与半导体-石墨烯纳米复合物相结合,围绕基于酶和纳米材料信号放大的光电化学免疫传感器的构建,开展了以下叁个方面的工作:1基于量子点敏化二氧化钛修饰的还原型氧化石墨烯纳米复合物,发展了-种低电位的竞争型光电化学免疫传感平台。此纳米复合物是由带负电的巯基乙酸包裹的硒化镉(MPA-CdSe)量子点(QDs)与酸处理后得到的带正电的二氧化钛修饰的还原型氧化石墨烯(TiO2-RGO)纳米复合物静电组装得到。利用电子显微镜和光谱对CdSe/TiO2-RGO纳米复合物及光电化学免疫传感器制备过程进行了表征。基于CdSe/TiO2-RGO纳米复合物高的光电转换效率和竞争免疫反应,制备了一种可见光激发的低电位光电化学免疫传感器,并用于癌胚抗原(CEA)的检测。辣根过氧化物酶和4-氯-萘醌的协同效应降低了背景信号,放大了检测信号。在O V偏压和430nm光的照射下,对CEA的线性响应浓度范围为0.003-100ng mL-1,在3倍信噪比下得到的检测限为1.38pg ml/1.本文提出的竞争型光电化学免疫传感器在低电位和可见光激发下呈现出了良好的分析性能,有望用于临床诊断。2由于吸收和发射光谱重迭,使得作为能量受体的石墨烯氧化物(RGO)与金纳米粒子(AuNPs)的复合物及作为能量供体的碲化镉量子点(CdTe QDs)之间存在共振能量转移(RET)。作为能量受体的AuNPs与平面结构的RGO产生协同效应,增强了能量受体与供体间的共振能量转移。通过DNA杂交作用形成夹心式结构后,RGO-AuNPs可以猝灭CdTe QDs因光激发而产生的激子,得到一个减弱的光电流作为背景信号,由此发展了一个通用的光电化学平台。以CEA为模型,它能识别其特定的适配体,破坏夹心型结构,从而降低能量转移效率,增强光电响应,基于此构建了一个信号增强型的光电化学免疫传感器。在470nm光激发和-0.05V电位下,该免疫传感器对CEA检测的线性浓度范围是0.001-2.0ng mL-1,在3倍信噪比下得到的检测限为0.47pg mL-1。由IGO-AuNPs纳米复合物与CdTe QDs构建的光电化学免疫传感器表现出良好的性能,对临床样品检测也表现出了令人满意的结果。由于不同的适配体可以特异地识别不同的抗原,所以此方法具有广泛的应用前景。同时,基于本文的策略,其它具有等离子体共振效应的纳米材料也可以被用来构建多功能的光电化学平台。3基于酶催化反应在GO表面原位生成的CdS量子点,发展了一个新颖的光电化学平台。辣根过氧化物酶催化H202氧化Na2S2O3生成H2S,H2S再与氧化石墨烯(GO)表面的Cd2+反应生成量子点。生成的CdS量子点可以被光激发产生增强的光电流,用作输出信号。本文提出了一种半导体纳米粒子的绿色原位合成策略替代了传统的预合成方法。用电子显微镜和光谱表征了合成的纳米材料及其组装过程。结合竞争免疫反应和CdS量子点敏化的GO的优良光电特性,构建的光电化学平台应用于癌胚抗原的检测。该光电化学免疫传感器对浓度在2.5ng mL-1-50μg mL-1范围内的CEA有线性响应,3倍信噪比下得到的检测限为0.72ng mL-1。该传感器对临床样品的检测表现出了令人满意的结果,在高浓度的样品检测时无需稀释,就可直接用于测试,简化了测定程序。(本文来源于《南京师范大学》期刊2014-04-23)
[8](2013)在《过程工程所等金属-半导体复合物核壳纳米结构研究获进展》一文中研究指出金属-半导体复合物的"等离子体协同效应",使其在光催化,光电器件以及激光等领域都具有广泛的应用前景。因此,如何精确地控制合成金属-半导体复合物纳米结构,已然成了研究热点。在双组份复合系统中,核壳纳米结构是最简单的,也是最有效的结构。但是由于金属与半导体之间的界面能比较大,使得半导体倾向于自生成核而不是附着在金属纳米颗粒上成核,导致半导体不能均匀地包裹在金属纳米颗粒表面。金属-半导体复合物核壳纳米结构的精确可控合成仍然面临很大挑战。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2013年11期)
刘如川[9](2013)在《导电聚合物和半导体纳米复合物中的光致界面电荷分离》一文中研究指出虽然引起了广泛的兴趣,作为染料敏化二氧化钛太阳能电池材料的替代品,混合导电聚合物和无机半导体的纳米复合材料,仍只能实现少得多的能量转换效率。可以预期,光伏过程主要发生复合材料的交界处,但未能直接观测这些过程,也未能将它们与局域的纳米结构间相关联。然而,这样的关系是非常重要的,特别是为了从混合系统的结构设计上来实现更好的转换效率。为此,我们采用了两种先进的显微技术-扫描近场光学显微镜和扫描静(本文来源于《第八届中国功能材料及其应用学术会议摘要》期刊2013-08-23)
陈姝君[10](2013)在《一维无机半导体/导电聚合物核-壳纳米复合物的制备与性质研究》一文中研究指出无机半导体/导电聚合物纳米复合材料是一类新型功能复合材料。采用导电聚合物的复合作用使无机半导体纳米粒子复合于导电聚合物中。它结合了导电聚合物、无机半导体材料两者的优越性,在体现导体和半导体的双重特性的同时,二者耦合后还能因为互补作用、协同作用显示出未知的新性质。除此之外,复合材料还能克服每一种组分自身的缺点。因此,这类纳米复合材料已经成为材料科学中一个重要的前沿研究领域。由于表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应的存在,一维形貌的纳米级别材料在电学、光学、磁学、化学、热学及机械性能方面呈现出比体相材料更加优越的性质。基于以上原因,一维纳米材料已经成为纳米尺寸的电子器件、光电子器件、机械传动装置的优良候选材料。同时,它也将在纳米导线、开关、线路、高性能光导纤维及新型激光或发光二极管材料等方面发挥巨大的作用。由于无机半导体/导电聚合物纳米复合材料和一维纳米材料具有重要的应用前景,对于开发新型光电材料意义重大。因而,本文对这两类材料进行了相关研究,制备了两种具有核-壳结构的一维无机半导体/导电聚合物纳米复合物,并且对它们的电化学性质和发光性质进行了探索。具体内容如下:1.一维ZnS/PP内米复合物的制备。首先使用溶剂热法制备ZnS纳米棒。之后在乙醇体系中使用聚乙烯吡咯烷酮对ZnS纳米棒进行表面修饰。最后以水为溶剂、过硫酸铵为氧化剂,在ZnS纳米棒表面原位聚合吡咯单体,最终得到ZnS/PPy复合纳米棒。红外光谱、拉曼光谱等测试表明,ZnS纳米棒被成功包裹在PPy内部,形成ZnS/PPy纳米复合物的核-壳结构。在反应中,当加入不同比例的ZnS纳米棒、PVP和吡咯单体时,得到的最终产物具有不同的形貌,因此从中可以确定制备最佳形貌ZnS/PPy纳米棒的最佳比例:0.01 g ZnS纳米棒、0.01 g PVP、20μgPy。利用紫外-可见光谱和循环伏安对纳米棒进行测试,结果表明ZnS纳米棒和PPy之间存在电荷转移现象。2. CdS/PEDOT和CdS/PANi复合纳米棒的制备。使用溶剂热法制备得到CdS纳米棒。以盐酸作为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂,在CdS纳米棒表面原位聚合了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)和聚苯胺(PANi)。在反应中,盐酸不仅作为掺杂剂,同时也起到了表面修饰CdS纳米棒的作用,使导电聚合物单体能够聚集在CdS纳米棒表面进行聚合。扫描电镜和透射电镜观察,证实了复合物具有核-壳结构。红外光谱、X射线光电子能谱和热重等测试结果表明CdS纳米棒和导电聚合物之间存在着电荷转移。除此之外,复合物也具有一定的发光性质。相比较于结构均一的CdS纳米棒的发射光谱,复合物的发射光谱中最强的发射峰发生蓝移,证明了复合物内部的电荷转移现象。复合物的发射光谱峰型变宽是由测试过程中固体粉末的低分散度和复合物纳米棒本身的不均一性造成的。(本文来源于《南京大学》期刊2013-05-18)
半导体纳米复合物论文开题报告
(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:
二氧化钛作为一种传统紫外光响应的光催化剂,对其进行非金属掺杂能够有效拓宽其光谱吸收范围,因而更好地利用太阳能,本论文首先通过溶剂热的方法合成了超细N掺杂TiO2纳米粒子,研究了其形貌结构,元素构成和光催化分解水制氢性能。另一方面,与贵金属复合也是提升半导体氧化物光催化性能的重要途径,本论文以种子生长法合成了具有规整形貌的纳米金粒子,并以其为载体,将多种氧化物与其复合,并研究了其可见光催化性能。全文主要研究内容如下:1.超细氮掺杂二氧化钛纳米粒子的制备及其自然光催化分解水制氢性能研究以四氯化钛为钛源,聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)为掺杂剂和稳定剂,乙二醇为溶剂,在溶剂热条件下制备了超细N掺杂TiO2纳米粒子。当原料中PVP与TiCl4的质量比约为]:9时样品表现出最佳的模拟自然光照下光催化分解水制氢性能,是纯TiO2样品的4.5倍左右,这主要是由于N元素的成功掺杂、增大的比表面积以及样品表面大量亲水基团所带来的优异的亲水性。2.反向金载二氧化钛纳米复合物的制备及其可见光辐照下分解水制氢性能研究以种子生长法合成了粒径在120 nm左右的规整纳米金粒子,并以其为载体,在四氯化钛-乙二醇体系中通过溶剂热法制备了具有反向结构的Au/Ti02纳米复合物,并表现出较好的可见光辐照下光催化分解水制氢性能,当金的摩尔分数为2%时Au/TiO2纳米复合物的产氢速率可达1000μmol·h-1·g-1,这是由于纳米金的表面等离子体共振效应、分散的产氢位点以及适宜的金复合量所致。3.反向金载氧化锌纳米复合物的制备及其可见光催化性能研究以纳米金为载体,在乙酸锌-氢氧化钾水溶液中经溶胶凝胶法合成了具有反向结构的Au/ZnO纳米复合物,并表现出较好的可见光催化降解MO溶液和可见光催化氧化甲醇的性能。反向结构促进了表面等离子体共振效应产生的光生载流子的分离,延长了光生载流子的寿命,进而提高了 Au/ZnO纳米复合物的光催化性能。4.反向金载二氧化铈纳米复合物的制备及其可见光催化性能研究以纳米金为载体,在硝酸铈-六亚甲基四胺水溶液中通过水热法合成了具有反向结构的Au/CeO2纳米复合物,并研究了其可见光催化分解水产氧性能和可见光催化降解MO溶液性能。当金的复合量为2%时Au/Ce02纳米复合物展现出最佳的产氧性能和降解MO性能。表面等离子体共振效应作为复合结构可见光响应的关键,促进了光生电子空穴对的分离,提高了光催化效率。5.反向金载二氧化锡纳米复合物的制备及其可见光催化性能研究以纳米金为载体,在四氯化锡-水合肼体系中合成了具有反向结构的Au/Sn02纳米复合物,并研究了其可见光降解MO溶液的性能。自由基捕获实验表明·O2-和h+是Aru/SnO2可见光降解MO溶液的主要活性物种,在光催化降解MO溶液过程中起主要作用。
(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。
半导体纳米复合物论文参考文献
[1].韩瑞.基于SERS光谱研究半导体-MBA-Au纳米棒复合物中的界面电荷转移[D].吉林大学.2018
[2].刘天宇.反向负载金/半导体氧化物纳米复合物的制备及其光催化性能研究[D].南京理工大学.2017
[3].朱姣丽.石墨烯/半导体纳米复合物的制备及其与光催化性能的构效关系[D].福州大学.2016
[4].曹慧娟.基于半导体纳米复合物的光电化学microRNA传感[D].南京师范大学.2015
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