10463.半導(dǎo)體納米異質(zhì)光催化劑的構(gòu)建及其光生載流子動力學(xué)的研究

1、周鋼半導(dǎo)體納米異質(zhì)光催化劑的構(gòu)建及其光生載流子動力學(xué)的研究面對全世界范圍內(nèi)的能源危機和環(huán)境問題，半導(dǎo)體光催化技術(shù)受到了人們極大的關(guān)注，因為它具有巨大的潛力來解決這些問題，比如光催化產(chǎn)氫與光催化降解污染物。然而單一半導(dǎo)體光催化劑存在著一系列缺陷，例如光生電子空穴對快速的復(fù)合，對太陽光譜范圍的響應(yīng)有限以及穩(wěn)定性很差，從而使得它們的光催化效率很低。在過去近10年內(nèi)很多技術(shù)方法都被發(fā)展來解決這些問題，其中最常用的技術(shù)方法是構(gòu)建半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)。最

2、近在這個領(lǐng)域取得的很多成果都意味著構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以促進半導(dǎo)體光催化劑的效率。然而，目前這個領(lǐng)域還沒有能構(gòu)成為一個完善的系統(tǒng)，異質(zhì)結(jié)構(gòu)想要光催化效率更高，更加廉價以及更穩(wěn)定仍然需要進一步探索。根據(jù)上述的背景以及我們的條件，我們設(shè)計了一系列的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化劑用于光裂解水產(chǎn)氫以及污水處理。具體細節(jié)內(nèi)容如下：1利用化學(xué)氣相沉積法(CVD)兩步合成了垂直站立的納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米片陣列，其中核為三氧化鉬而殼為可調(diào)控的二硫化鉬。合成的MoS2／M

3、oO。異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米片在可見光下對有機染料的催化活性增強了，并且在寬泛的pH值下?lián)碛泻芎玫募嫒菪裕@些優(yōu)勢對實際生產(chǎn)應(yīng)用是很有意義的。垂直站立的納米片構(gòu)建成了三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了更大的比表面積，增強對太陽光的吸收以及增多了催化反應(yīng)的活性位點。最為重要的是，少層的二硫化鉬的復(fù)合可以優(yōu)化能帶結(jié)構(gòu)從而促進可見光的吸收以及光生電子空穴對的有效分離，與此同時，二硫化鉬的保護殼使得該催化劑能夠在寬泛的pH值下抵抗光腐蝕。2利用溶膠凝膠法將氧化鋅量子

4、點均勻分散在含有S2一和S032一基團的空穴犧牲劑矩陣中用于高效的光催化產(chǎn)氫。氧化鋅量子點與空穴犧牲劑有序的雜化是通過一個水溶于乙醇的動力學(xué)過程，形成一個穩(wěn)定的氧化鋅量子點與空穴犧牲劑的復(fù)合水溶膠。這樣一個復(fù)周鋼半導(dǎo)體納米異質(zhì)光催化劑的構(gòu)建及其光生載流子動力學(xué)的研究IIIAbstract111111411111111111tltl41111111111111IIfY3130845Semiconductormediatedphotocat

5、alysishasreceivedenormousattentionasitholdsgreatpromisetoaddresstheworldwideenergyandenvironmentalissues，suchasphotocatalytichydrogengenerationanddegradationofpollutantsToovercometheseriousdrawbacksoffastphotogeneratedca

6、rriersrecombination，poorphotostabilityandlimitedlightabsorptionrangeofsinglesemiconductorphotocatalysts，manystrategieshavebeendevdopedinthepastfewdecadesandthemostwidelyusedoneistodevelopphotocatalyticheterojunctionsThea

7、chievedprogressinthisfieldindicatesthatformingheterojunctionsaffordsapromisingroutetoenhancethephotocatalyticefficienciesofphotocatalyticsemiconductorsHoweverthestudiesinthisareaarecurrentlyunsystematic，andtheheterojunct

8、ionsystemswithhighefficiencylowcostandstabilityareneededtobefurtherdevelopedBasedonabovebackgroundandourconditions，wedesignedservalsemiconductorheterojunctionphotocatalystsfortheapplicationinsolarwatersplittingandenviron

9、mentalremediationDetailsareasfollows：1VerticallyalignednanosheetheterostructureswithpartlyreducedMoO3coresandadjustableMoS2shellswerefabricatedviatwostepchemicalvapordeposition(cvo)Theas—synthesizedMoS2／MoOxheterostructu

10、resexhibitenhancedvisiblelightphotocatalyticactivityandgoodcompatibilityinawiderangeofPHvaluesforthedegradationoforganicdyes，bothofwhichareofsignificanceforpracticalapplicationsTheverticallygrownnanosheetsformathree—dime