本文主要研究内容
作者张旭（2019）在《高比例Z型Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/Pt/In2O3光催化剂的制备及可见光分解水制氢的研究》一文中研究指出：随着社会的快速发展,城市化进程的加快,能源危机和环境污染等问题日益凸显。探索绿色、高效和可再生的新能源载体是当今大多数科研人员研究的热门课题。将半导体光催化技术应用于分解水制氢来生产清洁能源和可再生能源的研究有着想当广泛的应用价值。目前,很多半导体光催化剂被应用于光催化分解水制氢的研究。但是,大多数的高效的半导体光催化剂都拥有较宽的禁带宽度,只能在紫外光照射下显示出光催化活性,不能有效利用太阳能。此外,由于光生电子-空穴对容易复合、氧化还原能力弱、稳定性差等因素导致这些光催化剂的活性较低,远不能达到工业化生产的水平。为了提高光催化制氢的活性,首先我们选择了Nb2O5和In2O3两种具有不同禁带宽度的半导体光催化剂进行复合形成Z型Nb2O5/In2O3光催化体系。形成的Z型光催化体系有三方面优势:（1）可以有效地抑制各自组分中光生电子-空穴对的复合;（2）组成的Z型光催化体系保留了两种半导体光催化剂中氧化能力较强的价带电位和还原能力较强的导带电位,使整个体系具有较强的氧化还原能力;（3）由于两种半导体光催化剂的禁带宽度不同,导致它们可以吸收不同波长范围的光,充分利用太阳能。尽管形成的Z型Nb2O5/In2O3光催化体系有这些优势,但是还有一些不足。由于Nb2O5半导体光催化剂的带隙比较宽,仅在紫外光照射下才能表现出高的光催化活性。事实上,紫外光在太阳光谱中仅占4%,使得大部分的可见光很难被光催化剂利用,这限制了Nb2O5的应用。为了能使Z型Nb2O5/In2O3光催化体系正常运转,我们将上转换发光剂Er3+:Y3Al5O12与Nb2O5半导体光催化剂结合使用,Er3+:Y3Al5O12可以吸收可见光并将它们转换成紫外光去激发宽带隙的Nb2O5。这样的改进很大程度上提升了太阳光的利用范围。第三,当构建Z型Nb2O5/In2O3光催化体系时,为了避免Nb2O5和In2O3中光生电子-空穴对的复合,可以在两个半导体之间添加导电通道,加速Nb2O5导带上的电子向In2O3价带上转移并与In2O3价带上的空穴结合,进一步抑制Nb2O5和In2O3各自光生电子-空穴对的复合。最后为了获得高比例的Z型光催化剂,我们提出了一种新的制备方法,即镀膜-脱模（Coating-Demoulding（C-D））方法,用于获得高比例的Z型光催化剂粒子。通过这种强制的方法可以有效地结合不同催化剂粒子,大大提高高活性Z型光催化剂粒子的比例,并减少非Z型光催化剂粒子的数量。实验结果证明,这种新型的制备方法确实有利于提高Z型光催化体系的比例。在本研究中,采用机械混合（Mechanical-Mixing（M-M））方法制备的Z型Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/In2O3光催化剂,采用镀膜-脱模（Coating-Demoulding（C-D））方法制备了高比例的的Z型Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/In2O3和Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/Pt/In2O3光催化剂。在镀膜-脱模（Coating-Demoulding（C-D））方法制备的Z型光催化体系中,Pt纳米颗粒作为导电通道被固定在Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5和In2O3之间。此外,Er3+:Y3Al5O12作为上转换发光剂可以提供足够的紫外光来激活宽带隙Nb2O5。并通过多种表征手段,如X射线衍射（XRD）、电子扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、能量色散X射线（EDX）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、傅立叶红外光谱（FT-IR）、光致发光光谱（PL）和相关电化学测试,对所制备的样品进行形态结构以及光学特性的表征。详细研究了煅烧温度,煅烧时间和光催化剂的使用次数对机械混合（Mechanical-Mixing（M-M））方法制备的Z型Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/In2O3光催化剂和采用镀膜-脱模（Coating-Demoulding（C-D））方法制备了高比例的的Z型Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/In2O3和Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/Pt/In2O3光催化剂的光催化制氢活性的影响。实验结果表明,当煅烧温度和煅烧时间分别为500°C和1.0 h时,Z型Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/Pt/In2O3复合材料的光催化活性最高,氢产量可达410μmol·g-1,且可以在四个循环内保持高的光催化活性。特别地,可以证实镀膜-脱模（Coating-Demoulding（C-D））方法可以按照预期设计的顺序有效地组合不同的光催化剂颗粒,大大提高了高活性Z型光催化剂粒子的比例。总的来说,本研究成功设计了一种有效的可见光驱动的光催化剂,可用于光催化制氢,对提高Z型光催化剂的活性及大规模制氢有十分重要的意义。
Abstract
sui zhao she hui de kuai su fa zhan ,cheng shi hua jin cheng de jia kuai ,neng yuan wei ji he huan jing wu ran deng wen ti ri yi tu xian 。tan suo lu se 、gao xiao he ke zai sheng de xin neng yuan zai ti shi dang jin da duo shu ke yan ren yuan yan jiu de re men ke ti 。jiang ban dao ti guang cui hua ji shu ying yong yu fen jie shui zhi qing lai sheng chan qing jie neng yuan he ke zai sheng neng yuan de yan jiu you zhao xiang dang an fan de ying yong jia zhi 。mu qian ,hen duo ban dao ti guang cui hua ji bei ying yong yu guang cui hua fen jie shui zhi qing de yan jiu 。dan shi ,da duo shu de gao xiao de ban dao ti guang cui hua ji dou yong you jiao kuan de jin dai kuan du ,zhi neng zai zi wai guang zhao she xia xian shi chu guang cui hua huo xing ,bu neng you xiao li yong tai yang neng 。ci wai ,you yu guang sheng dian zi -kong xue dui rong yi fu ge 、yang hua hai yuan neng li ruo 、wen ding xing cha deng yin su dao zhi zhe xie guang cui hua ji de huo xing jiao di ,yuan bu neng da dao gong ye 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hua ji de dai xi bi jiao kuan ,jin zai zi wai guang zhao she xia cai neng biao xian chu gao de guang cui hua huo xing 。shi shi shang ,zi wai guang zai tai yang guang pu zhong jin zhan 4%,shi de da bu fen de ke jian guang hen nan bei guang cui hua ji li yong ,zhe xian zhi le Nb2O5de ying yong 。wei le neng shi Zxing Nb2O5/In2O3guang cui hua ti ji zheng chang yun zhuai ,wo men jiang shang zhuai huan fa guang ji Er3+:Y3Al5O12yu Nb2O5ban dao ti guang cui hua ji jie ge shi yong ,Er3+:Y3Al5O12ke yi xi shou ke jian guang bing jiang ta men zhuai huan cheng zi wai guang qu ji fa kuan dai xi de Nb2O5。zhe yang de gai jin hen da cheng du shang di sheng le tai yang guang de li yong fan wei 。di san ,dang gou jian Zxing Nb2O5/In2O3guang cui hua ti ji shi ,wei le bi mian Nb2O5he In2O3zhong guang sheng dian zi -kong xue dui de fu ge ,ke yi zai liang ge ban dao ti zhi jian tian jia dao dian tong dao ,jia su Nb2O5dao dai shang de dian zi xiang In2O3jia dai shang zhuai yi bing yu In2O3jia dai shang de kong xue jie ge ,jin yi bu yi zhi Nb2O5he In2O3ge zi guang sheng dian zi -kong xue dui de fu ge 。zui hou wei le huo de gao bi li de Zxing guang cui hua ji ,wo men di chu le yi chong xin de zhi bei fang fa ,ji du mo -tuo mo （Coating-Demoulding（C-D））fang fa ,yong yu huo de gao bi li de Zxing guang cui hua ji li zi 。tong guo zhe chong jiang zhi de fang fa ke yi you xiao de jie ge bu tong cui hua ji li zi ,da da di gao gao huo xing Zxing guang cui hua ji li zi de bi li ,bing jian shao fei Zxing guang cui hua ji li zi de shu liang 。shi yan jie guo zheng ming ,zhe chong xin xing de zhi bei fang fa que shi you li yu di gao Zxing guang cui hua ti ji de bi li 。zai ben yan jiu zhong ,cai yong ji xie hun ge （Mechanical-Mixing（M-M））fang fa zhi bei de Zxing Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/In2O3guang cui hua ji ,cai yong du mo -tuo mo （Coating-Demoulding（C-D））fang fa zhi bei le gao bi li de de Zxing Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/In2O3he Er3+:Y3Al5O12@Nb2O5/Pt/In2O3guang cui hua ji 。zai du mo -tuo mo 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论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自辽宁大学的张旭，发表于刊物辽宁大学2019-09-05论文，是一篇关于高比例论文,光催化剂论文,镀膜脱模方法论文,光催化制氢论文,上转换发光剂论文,辽宁大学2019-09-05论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自辽宁大学2019-09-05论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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