基于能带工程的碳基异质结设计及光催化性能研究

发布时间：2025-05-26 22:51

　　半导体光催化技术是目前解决能源危机和环境污染的有效途径之一,但光催化材料较低的量子效率等因素限制了其大规模应用,因此研发高效的光催化剂是目前凝聚态物理等领域的巨大挑战。在目前已报道的光催化材料中,碳基材料,如能分解水制氢的氧化石墨烯和石墨相氮化碳（g-C₃N₄）等,由于其低廉的成本和优异的性能受到了极大的关注。但是,单一碳基材料催化剂中载流子复合几率高,而且其光吸收范围所要求的小带隙和强氧化还原电势两者不可兼得。利用两种（或多种）不同材料构建异质结（如II型或Z型）,不仅能够有效地解决这一问题,更能降低电子与空穴的复合速率,提高体系的光催化性能。但是如何构建高效异质结并优化其形貌、维度以及接触界面仍是目前亟待解决的关键问题。本论文基于能带工程设计了几种高效的碳基异质结光催化材料,系统研究了异质结类型的调节以及其带阶大小、维度、形貌、接触界面对催化性能的影响;同时,发展了一种调控g-C₃N₄维度与形貌的简单方法,为异质结的构建提供了更优异的组分结构和通用策略。具体研究内容如下:（1）针对目前异质结类型和...

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

本文编号：4047098