不同维度钼酸铋的制备及其光催化还原CO 2 性能研究
发布时间：2025-05-15 03:09
化石燃料的过度利用不仅使全球的能源告急,同时产生的大量温室效应气体CO2也导致了全球气候变暖、海平面升高等环境问题。为同时解决两大危机,光催化还原CO2制备有机燃料成为最具潜力的研究课题。近年来,铋系多元氧化物因具有高效的可见光吸收特性而受到关注。本文主要研究了Bi2MoO6材料的尺寸与形貌调控及其在光催化还原CO2方向上的应用。本论文中首先开发了一种水热法制备还原型氧化石墨烯（RGO）负载Bi2MoO6量子点的催化剂。量子点由于具有较小的粒径,光生载流子由内部到表面的迁移距离缩短,迁移时间缩短,可以大大降低光生载流子的复合率。将Bi2MoO6量子点与RGO材料复合,材料对可见光的吸收增强,同时由于RGO具有良好的导电性,在可见光激发下迁移到量子点表面的光生载流子被及时传导到RGO层状材料上,进一步降低电子空穴对的复合速率,光催化活性显著增强。对比不同GO加入量的Bi2M...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光催化还原CO2反应原理
1.2.1 半导体催化剂的能带理论
1.2.2 光催化还原CO2反应原理
1.2.3 光催化还原CO2过程对催化剂开发的指导作用
1.3 光还原CO2催化剂的研究进展
1.3.1 单一半导体的改性
1.3.2 复合型半导体
1.3.3 金属有机框架(MOFs)或分子筛光催化剂
1.4 铋系化合物光催化还原CO2的研究进展
1.4.1 Sillén结构的铋系化合物：BiOX(X=Cl,Br,I)
1.4.2 Aurivillius结构的铋系化合物：Bi2MoO6,Bi2WO
1.5 立题依据与实验构想
第二章 实验部分
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器及设备
2.3 催化剂的表征
2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜及能谱仪(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
2.3.4 原子力显微镜(AFM)
2.3.5 X-射线光电子能谱(XPS)
2.3.6 紫外可见漫反射(DRS)
2.3.7 红外光谱分析(FTIR)
2.3.8 荧光光谱分析(PL)
2.3.9 瞬态时间分辨荧光光谱分析
2.3.10 电化学性能测试(EPT)
2.4 材料的光催化性能研究
2.4.1 光催化还原CO
2.4.2 标准曲线的绘制
2.4.3 空白对比实验
第三章 Bi2MoO6QD/RGO的制备及其光催化还原CO2的研究
3.1 前言
3.2 催化材料的制备
3.2.1 Bi2MoO6量子点的制备
3.2.2 Bi2MoO6/RGO复合材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 X-射线衍射分析(XRD)
3.3.2 透射电镜分析(TEM)
3.3.3 X-射线光电子能谱分析(XPS)
3.3.4 红外光谱分析(FTIR)
3.3.5 紫外可见漫反射(UV-visDRS)
3.3.6 肖特基曲线(MS)
3.3.7 交流阻抗曲线(EIS)
3.3.8 荧光光谱(PL)
3.3.9 荧光寿命的计量
3.3.10 光催化还原CO2性能评价
3.3.11 机理讨论
3.4 本章小结
第四章 单层Bi2MoO6自组装为3D绣球及光催化性能的研究
4.1 前言
4.2 催化材料的制备
4.2.1 3D绣球状Bi2MoO6的制备
4.2.2 对比实验组材料的制备
4.2.3 3D绣球状Bi2MoO6的制备流程图
4.3 结果与讨论
4.3.1 X-射线衍射分析(XRD)
4.3.2 场发射扫描电镜分析(SEM)
4.3.3 透射电镜分析(TEM)
4.3.4 原子力显微镜(AFM)
4.3.5 X-射线光电子能谱(XPS)
4.3.6 交流阻抗曲线(EIS)
4.3.7 荧光光谱(PL)
4.3.8 紫外可见漫反射(UV-VisDRS)
4.3.9 比表面积分析(BET)
4.3.10 光催化还原CO2性能评价
4.3.11 机理讨论
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
硕士期间发表的论文
致谢
本文编号：4046151
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光催化还原CO2反应原理
1.2.1 半导体催化剂的能带理论
1.2.2 光催化还原CO2反应原理
1.2.3 光催化还原CO2过程对催化剂开发的指导作用
1.3 光还原CO2催化剂的研究进展
1.3.1 单一半导体的改性
1.3.2 复合型半导体
1.3.3 金属有机框架(MOFs)或分子筛光催化剂
1.4 铋系化合物光催化还原CO2的研究进展
1.4.1 Sillén结构的铋系化合物：BiOX(X=Cl,Br,I)
1.4.2 Aurivillius结构的铋系化合物：Bi2MoO6,Bi2WO
1.5 立题依据与实验构想
第二章 实验部分
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器及设备
2.3 催化剂的表征
2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜及能谱仪(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
2.3.4 原子力显微镜(AFM)
2.3.5 X-射线光电子能谱(XPS)
2.3.6 紫外可见漫反射(DRS)
2.3.7 红外光谱分析(FTIR)
2.3.8 荧光光谱分析(PL)
2.3.9 瞬态时间分辨荧光光谱分析
2.3.10 电化学性能测试(EPT)
2.4 材料的光催化性能研究
2.4.1 光催化还原CO
2.4.2 标准曲线的绘制
2.4.3 空白对比实验
第三章 Bi2MoO6QD/RGO的制备及其光催化还原CO2的研究
3.1 前言
3.2 催化材料的制备
3.2.1 Bi2MoO6量子点的制备
3.2.2 Bi2MoO6/RGO复合材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 X-射线衍射分析(XRD)
3.3.2 透射电镜分析(TEM)
3.3.3 X-射线光电子能谱分析(XPS)
3.3.4 红外光谱分析(FTIR)
3.3.5 紫外可见漫反射(UV-visDRS)
3.3.6 肖特基曲线(MS)
3.3.7 交流阻抗曲线(EIS)
3.3.8 荧光光谱(PL)
3.3.9 荧光寿命的计量
3.3.10 光催化还原CO2性能评价
3.3.11 机理讨论
3.4 本章小结
第四章 单层Bi2MoO6自组装为3D绣球及光催化性能的研究
4.1 前言
4.2 催化材料的制备
4.2.1 3D绣球状Bi2MoO6的制备
4.2.2 对比实验组材料的制备
4.2.3 3D绣球状Bi2MoO6的制备流程图
4.3 结果与讨论
4.3.1 X-射线衍射分析(XRD)
4.3.2 场发射扫描电镜分析(SEM)
4.3.3 透射电镜分析(TEM)
4.3.4 原子力显微镜(AFM)
4.3.5 X-射线光电子能谱(XPS)
4.3.6 交流阻抗曲线(EIS)
4.3.7 荧光光谱(PL)
4.3.8 紫外可见漫反射(UV-VisDRS)
4.3.9 比表面积分析(BET)
4.3.10 光催化还原CO2性能评价
4.3.11 机理讨论
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
硕士期间发表的论文
致谢
本文编号：4046151
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