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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 454-462页

作者：孙剑别传彪张建军张留洋余家国中国地质大学(武汉)材料与化学学院武汉430074

光催化技术是减轻能源危机和环境污染的有效技术之一。由于光生电子–空穴对的快速复合,单组分光催化剂的光催化效率不高。新型s型异质结光催化剂可以实现光生载流子的有效分离,同时具备强氧化还原能力,因此受到了广泛的关注和研究。对... 详细信息

光催化技术是减轻能源危机和环境污染的有效技术之一。由于光生电子–空穴对的快速复合,单组分光催化剂的光催化效率不高。新型s型异质结光催化剂可以实现光生载流子的有效分离,同时具备强氧化还原能力,因此受到了广泛的关注和研究。对s型异质结光催化剂电子转移机理的深入理解有利于设计出更高效的光催化剂。通过选择合适的表征技术可以有效揭示s型异质结光催化剂的电子转移机理。因此,本文综述了直接和间接表征s型异质结光催化剂电子转移机理的技术。对于每种表征技术,首先对基本原理进行简述,然后通过代表性示例加以证明。研究s型异质结光催化剂电子转移机理可以加深对s型异质结光催化剂的理解,为进一步优化光催化系统提供极大帮助。

关键词：光催化 s型异质结光催化剂电子传输机理

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新型光催化材料的制备及其降解抗生素和去除Cr6+性能的研究

新型光催化材料的制备及其降解抗生素和去除Cr6+性能的研究

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作者：曹继辉昌吉学院

学位级别：硕士

抗生素的大规模生产和使用不可避免地会造成环境污染,对人类健康和生态健康构成潜在危害。面对日益严峻的环境污染问题,采取切实有效的措施消除污染物,已成为当务之急。然而污染物降解技术在降解效率、无害化处理等方面使人难以满意,因... 详细信息

抗生素的大规模生产和使用不可避免地会造成环境污染,对人类健康和生态健康构成潜在危害。面对日益严峻的环境污染问题,采取切实有效的措施消除污染物,已成为当务之急。然而污染物降解技术在降解效率、无害化处理等方面使人难以满意,因此开发高效、绿色的处理技术已成为一个研究热点。通常情况下,光谱响应范围窄的光催化材料(如二氧化钛),一般具有光生载流子低分离效率的弊端,使其技术发展受到了严重制约,但光催化降解污染物是一种处理环境污染物比较有潜力的绿色技术。基于上述讨论,本文提出了表面等离子体共振效应和s型异质结特性的光催化剂构建方法,从而提升光催化材料的光吸收能力,进一步提高光催化降解环境污染物的性能。通过光还原反应在AgCO/Bi VO光催化剂表面沉积Ag纳米粒子,成功的制备了一种新型的Ag/AgCO/Bi VO等离子体光催化剂。由于这种新型异质结光催化剂结构的存在,不仅可以防止光生电荷的复合,而且Ag的独特性质使其在光吸收方面具有很大的优势。除此之外,Ag/AgCO/Bi VO光催化剂在降解盐酸土霉素(OTH)和去除Cr方面表现出良好的催化性能,光照150 min后OTH的降解率可达98.0%。通过一系列表征方法证实了Ag/AgCO/Bi VO的成功制备,并证明了·OH和h自由基在OTH降解中的重要性。此外,从降解OTH和还原Cr两个方面系统研究了Ag/AgCO/Bi VO光催化剂的光催化机理。首次构建了一种新型高效的CuWs/Mo ss型异质结光催化剂,并将其应用于环境污染物的去除。在制备的光催化剂中,CuWs/Mo s-8%s型异质结光催化剂的催化活性最高,对Cr的光催化还原效率和光催化氧化四环素(TC)的效率分别可达82.1和93.3%。CuWs/Mo s异质结光催化剂具有良好的稳定性和优良的光催化性能,这是由于其能够有效的分离电子-空穴对,而且形成了s型异质结,并具有较强的氧化还原能力。此外,通过对实验和理论计算的深入分析,推测CuWs/Mo s异质结光催化剂遵循典型的s型光生载流子转移机制,并通过自由基猝灭实验、电子顺磁共振(EPR)分析以及电荷密度分布、内置电场、以及能带偏移量。内置电场和带偏作为光诱导电子和空穴分离的驱动力,确保了CuWs/Mo ss型异质结光催化剂保持良好的光催化氧化和光催化还原活性。最后,基于实验和模拟结果,提出了CuWs/Mo s异质结光催化剂s型光生载流子迁移的光催化机理。本论文对于开发新型等离子异质结光催化剂和s型光催化体系的发展以及满足未来环境要求具有重要意义。

关键词：光催化表面等离子体共振 s型异质结光催化剂光催化降解机理

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