检索结果-南通市图书馆

作者：刘祎哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

光电探测在工业、军事、航空航天以及我们的生活中都有着广泛的应用。同时随着我们技术的不断进步,人们对光电探测器的质量要求也不断提高。半导体探测器具有体积小、质量小、制造简易和成本低等优点,同时可以通过半导体材料的光电效应... 详细信息

光电探测在工业、军事、航空航天以及我们的生活中都有着广泛的应用。同时随着我们技术的不断进步,人们对光电探测器的质量要求也不断提高。半导体探测器具有体积小、质量小、制造简易和成本低等优点,同时可以通过半导体材料的光电效应实现对光源的快速响应和微小信号探测,因此具有非常广阔的发展前景。对不同波长有响应的光电探测器,在不同的领域有着非常重要的作用,制备宽光谱的光电探测器可以将各种特定波长的探测器化简整合起来,从而提高整体的工作效率,在长距离探测、光通信以及安全检查等领域有着非常广阔的应用前景。在各种半导体材料中,cains的带隙为1.7～2.6 e V,相比于常见的光电探测半导体材料,探测器具有更高电子迁移率,在可见光范围内具有优异的透过性和良好的化学稳定性,是制备紫外可见光探测器的优良材料。由于单一半导体材料光生电子-空穴复合对探测器性能的制约,可以选择合适的半导体材料与之复合形成Ⅱ型能带结构,以提高光生电子-空穴的分离效率。本文主要研究cains、cains-Zn O和cains-Bis异质结构的制备以及它们作为探测材料在光电探测器上的应用。首先,在FTO玻璃衬底上通过水热法制备了cains纳米材料,然后通过扫描电子显微镜、EDs能谱仪和X-射线衍射仪等对其进行形貌、元素组成和晶体结构的分析。实验结果表明,制备的样品形貌为八面体纳米颗粒,XRD的衍射峰对应于立方面心cains。此外,对cains八面体形貌的演变进行了研究。之后制备cains光电探测器,对其探测性能进行测试,发现其对紫外光和可见光具有明显光谱响应,具有很高的光电流密度、较高的稳定性和快速的光响应。其次,通过磁控溅射法和水热法在cains八面体纳米颗粒表面生长Zn O纳米片,构建了cains-Zn O异质结复合材料,并用扫描电子显微镜、EDs能谱仪、透射电子显微镜等仪器对其进行表征。发现cains-Zn O异质结构由立方面心cains八面体块和六方晶型Zn O纳米片组成。之后制备了cains-Zn O光电探测器,对其性能进行测试,结果显示其比cains光电探测器具有更高的光电流密度、更长的电子寿命和更快地响应时间,具有良好的紫外探测能力。构建的Ⅱ型能带结构对光生电子-空穴复合的抑制是器件性能增强的主要原因。最后,通过连续离子层吸附法在cains八面体纳米颗粒表面合成Bis量子点,制备出了cains-Bis异质结构。通过扫描电子显微镜、EDs能谱仪、透射电子显微镜等仪器对其进行测试分析。发现cains-Bis异质结构由立方面心cains八面体块和斜方晶系Bis量子点组成。之后制备了cains-Bis光电探测器,对其探测性能进行测试。结果表明,cains-Bis异质结的构建拓宽了cains光电探测器的光谱响应范围,cains-Bis光电探测器具有良好的红外探测性能,相比于cains光电探测器,具有更高的光电流密度、更长的电子寿命以及更快的响应速度。

关键词： cain2s4 ZnO Bi2s3 异质结构光电探测器

二氧化钛基异质结的可控制备及其光催化性能研究

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二氧化钛基异质结的可控制备及其光催化性能研究

作者：张凯嘉湖北师范大学

学位级别：硕士

人类过度使用化石燃料导致了严重的能源短缺和环境污染。因此,需要我们利用新技术开发清洁、可再生、廉价的能源,同时减少环境污染。太阳能的开发利用就显得尤为重要。光催化技术可以利用太阳能分解水制取氢气和还原CO为燃料,从而达到... 详细信息

人类过度使用化石燃料导致了严重的能源短缺和环境污染。因此,需要我们利用新技术开发清洁、可再生、廉价的能源,同时减少环境污染。太阳能的开发利用就显得尤为重要。光催化技术可以利用太阳能分解水制取氢气和还原CO为燃料,从而达到缓解能源危机的目的。在众多的光催化剂中,TiO因为其无毒、价格低廉等优点受到广泛的关注。然而,TiO较宽的能带间隙导致其光吸收利用率低,而且被光激发后产生的光生载流子复合速率快等缺点限制了它的广泛应用。为解决TiO在光催化过程中存在的问题,本文通过静电纺丝法制备TiO纳米纤维和自组装法制备大孔/介孔TiO,然后用水热法可控制备TiO@cains纳米纤维、Cu(BTC)@TiO和大孔/介孔TiO@cains异质结光催化材料,并对复合材料的光催化活性和机理进行研究,主要内容如下:1、首先利用静电纺丝法制备TiO纳米纤维前驱体,然后用高温煅烧法制备TiO纳米纤维,然后以Ca(NO)·4HO为钙源、In(NO)·4.5HO为铟源、CHCsNH为硫源,通过水热法制备一维s型TiO@cains纳米纤维异质结光催化剂。实验结果说明:TiO@cains复合材料的光吸收范围显著增加,光催化制氢性能是纯TiO的3.2倍。通过原位XPs、DFT等证明了在TiO和cains界面形成的s型异质结是增强光催化活性的主要原因。2、先以Cu(NO)·3HO和1,3,5-苯甲酸为原料通过水热处理制备Cu(BTC),然后以钛酸丁酯为钛源,通过水热法在Cu(BTC)的表面构筑Cu(BTC)@TiO核-壳结构异质结光催化剂。实验结果说明:相对于纯的TiO和Cu(BTC)而言,原位可逆自愈的Cu(BTC)@TiO具有更高的光催化制氢性能,是纯TiO的72.2倍。通过XPs等手段对复合Cu(BTC)@TiO异质结光催化剂进行分析,并提出了一个增强Cu(BTC)@TiO复合材料光催化制氢性能的机理。3、先利用钛酸丁酯为原料,水解反应后通过高温煅烧法制得大孔/介孔TiO,然后分别以CHCsNH为硫源、In(NO)·4.5HO为铟源和Ca(NO)·4HO为钙源通过水热法制备大孔/介孔TiO@cains s型异质结。实验结果说明:大孔/介孔TiO@cains复合材料的光催化还原CO性能是纯TiO的5倍。大孔/介孔TiO@cains光催化性能的增强归因于s型异质结有更强的氧化还原能力,而且大孔/介孔结构更有利于吸附CO,使光催化反应更加容易进行。通过XPs等手段对大孔/介孔TiO@cains异质结光催化剂进行了表征,同时对大孔/介孔TiO@cains复合材料光催化还原CO的路径进行研究,提出了TiO@cainss型异质结增强光催化还原CO性能的机理。

关键词： TiO2 cain2s4 Cu3(BTC)2 光催化活性 CO2还原制氢

三元金属化合物催化剂的制备及光催化性能研究

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三元金属化合物催化剂的制备及光催化性能研究

作者：杨赛华南理工大学

学位级别：硕士

随着人类社会的快速发展,能源危机和环境污染这两个问题日益突出,不可再生能源储量日益锐减,寻求有效利用可再生能源的方法显得愈发迫切,近几十年,光催化剂受到人们的广泛关注和研究,光催化剂能有效光解水,得到清洁环保的氢气,同时光催... 详细信息

随着人类社会的快速发展,能源危机和环境污染这两个问题日益突出,不可再生能源储量日益锐减,寻求有效利用可再生能源的方法显得愈发迫切,近几十年,光催化剂受到人们的广泛关注和研究,光催化剂能有效光解水,得到清洁环保的氢气,同时光催化剂能有效降解污水中的有机大分子,能有效解决环境污染中的水污染问题。本论文以Ca In2s4和CuWO两种催化剂为主体,对它们的制备、改性方法以及光催化降解有机染料的应用性能进行了探究。一方面重点考察了不同表面活性剂加入量对Ca In2s4光催化剂控制合成的结构性能影响,另一方面制备出了g-CN/Ca In2s4、g-CN/CuWO两种复合光催化剂;采用一系列分析手段对光催化剂的晶体结构、形貌、化学组成、光学吸收性能、比表面积进行了表征。同时通过光催化降解有机染料溶液测试表征了光催化剂的光催化活性,结果发现改性后的光催化剂的光催化活性均有一定程度的提升。主要的研究内容如下:(1)以Ca(NO3)2·4H2O,In(NO3)3·4.5H2O和CH3CsNH2为原料,通过水热法合成Ca In2s4光催化剂,并且通过分别加入不同含量的表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮PVP,十六烷基三甲基溴化铵CTAB对Ca In2s4进行控制合成。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(sEM)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)和BET比表面积测试(BET)对样品的晶体结构、形貌和光学性质进行了表征。根据实验结果分析可得,通过水热法合成的样品的纯度较高,加入一定量的表面活性剂能有效对Ca In2s4进行控制合成,改变其形貌,结构与光学性质。在可见光光照下,用制备的样品对罗丹明B(Rh B)溶液进行降解。(2)采用水热合成法制备了g-CN/Ca In2s4复合光催化剂,利用XRD、sEM、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外(FT-IR)、UV-Vis、BET等表征方式表征了样品的晶体结构、形态和光学性质。XRD结果表明通过水热合成法成功制得g-CN/Ca In2s4样品,并且g-CN的加入不会改变Ca In2s4晶型;观察sEM、TEM图片g-CN与Ca In2s4成功复合形成复合光催化剂;UV-Vis谱图说明了g-CN的加入可以略微降低Ca In2s4对可见光的吸收能力;催化降解Rh B结果表明g-CN/Ca In2s4复合光催化剂具有更强的催化性能,同时探讨了g-CN/Ca In2s4复合光催化剂样品高光催化活性的机理。(3)使用沉降法制备CuWO光催化剂前驱体,并在700℃下进行煅烧,得到CuWO样品,接着选取了g-CN作为复合的材料,使用化学吸附法制备g-CN/CuWO复合光催化剂,分别制备1 wt%g-CN/CuWO,3 wt%g-CN/CuWO,5 wt%g-CN/CuWO,7 wt%g-CN/CuWO,10 wt%g-CN/CuWO,最后对得到的样品进行XRD晶像、sEM形貌、UV-Vis图谱、红外光谱分析和光催化降解MB活性测试,最后确定了7 wt%是g-CN的最佳复合量,该条件下制备的g-CN/CuWO光催化性能最佳。

关键词： cain2s4 CuWO4 g-C3N4 复合光催化剂有机染料降解

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铟基硫化物复合光催化剂的制备及性能研究

铟基硫化物复合光催化剂的制备及性能研究

作者：张平渤海大学

学位级别：硕士

光催化分解水制氢是应对能源短缺和环境污染的关键技术之一。由于TiO具有化学稳定性,无毒,价格低廉等优点,成为最理想的光催化剂,但是,TiO的禁带宽度大(3.2 eV),只能吸收紫外光。本文利用三种铟基硫化物半导体对TiO进行改性研究,构建了I... 详细信息

光催化分解水制氢是应对能源短缺和环境污染的关键技术之一。由于TiO具有化学稳定性,无毒,价格低廉等优点,成为最理想的光催化剂,但是,TiO的禁带宽度大(3.2 eV),只能吸收紫外光。本文利用三种铟基硫化物半导体对TiO进行改性研究,构建了Ins/TiO,ZnIns/TiO和cains/TiO三种复合光催化剂,通过XRD、EDX、sEM、TEM和UV-vis吸收光谱等对催化剂的晶体结构,微观形貌和光学特性进行了表征,并利用光电化学测试和光催化降解甲基橙等考察了三种复合材料的光催化活性。具体内容如下:1.采用简单的水热法在FTO衬底上合成了TiO纳米片阵列,再水热生长Ins纳米颗粒形成Ins/TiO复合薄膜,研究了水热反应时间对薄膜光吸收,光电性能的影响。结果表明:水热反应时间为120 min的Ins/TiO复合薄膜电流密度最大,达到0.25 mA·cm,是TiO纳米片的4.2倍,并对电荷转移的机理进行了讨论。2.利用两次水热法制备了ZnIns/TiO复合薄膜,通过调整反应时间改变ZnIns纳米片厚度,进而调整复合薄膜的带隙宽度,增强了可见光区的光吸收强度,进而提高了其光电化学性能。结果表明:ZnIns纳米片和TiO纳米片形成了异质结构,为光生载流子的传输提供了更多的路径,降低了载流子复合几率,实现了光电流密度的提高。3.合成了新型可见光驱动的cains/TiO复合光催化剂,TiO微球被cains纳米花均匀包覆,构建了一个异质结构。通过改变TiO加入的量,寻找最佳的光催化活性。通过光催化降解MO实验评价cains/TiO复合材料的光催化活性,结果表明:cains/TiO-0.05具有最佳的降解率,30 min的降解率为97%。通过一系列的表征分析可知,光学性能的提高有利于产生更多的光生载流子,同时,cains/TiO的异质结构实现载流子的分离和转移,最终提高了催化剂的降解能力。

关键词：光催化 TiO2 In2s3 ZnIn2s4 cain2s4 异质结构