類(lèi)鎢青銅納米材料的制備及在可見(jiàn)光光催化領(lǐng)域的研究.pdf

1、二十一世紀(jì)能源短缺和環(huán)境污染是當(dāng)前人類(lèi)面臨的重大挑戰(zhàn)，利用太陽(yáng)能來(lái)解決全球性的能源和環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。光催化可以將低密度的太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為高密度的化學(xué)能、電能，并可以直接利用太陽(yáng)能光降解和礦化水和空氣中的各種污染物，因而在環(huán)境凈化和新能源開(kāi)發(fā)方面具有巨大潛力。光催化的核心是光催化劑。自光催化技術(shù)被研究以來(lái)，成為研究焦點(diǎn)的二氧化鈦以無(wú)毒、價(jià)廉、穩(wěn)定等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但二氧化鈦導(dǎo)帶和價(jià)帶間的能帶間隙寬、光譜響應(yīng)范圍窄、對(duì)可見(jiàn)光的

2、利用率很低，因此為了最大限度的利用太陽(yáng)光，研究工作者們開(kāi)始致力于開(kāi)發(fā)具有可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑，并取得了一定的進(jìn)展，例如利用改性技術(shù)來(lái)修飾二氧化鈦使其能夠被可見(jiàn)光激發(fā)，且該改性技術(shù)己相對(duì)成熟。但目前能完全分解水或者較快的分解污染物的光催化劑屈指可數(shù)，因此開(kāi)發(fā)具有可見(jiàn)光響應(yīng)能力的光催化劑具有非常重要的實(shí)際意義。
　　理想的可見(jiàn)光光催化劑應(yīng)滿足如下的條件:1、具有可見(jiàn)光活性，即其吸收光譜可有效涵蓋可見(jiàn)光的波長(zhǎng)(400～800nm)，以充

3、分利用能量占到太陽(yáng)能50％左右的可見(jiàn)光；2、對(duì)光生電子-空穴對(duì)具有大的容量，即材料具有高的光生載流子流動(dòng)性，能有效的分離光生電子跟空穴，阻止它們的復(fù)合，使其能完成理想的氧化還原反應(yīng)，維持高的光催化活性；3、具有強(qiáng)氧化還原能力；4、穩(wěn)定性好，能在空氣和水中穩(wěn)定存在。
　　基于此，本論文主要進(jìn)行開(kāi)發(fā)具有電荷分離效率高，光響應(yīng)范圍較寬，能充分吸收利用太陽(yáng)光且光催化效率較高的單組分，雙組分納米可見(jiàn)光光催化劑的制備及光催化性能研究。本論文主

4、要分為兩個(gè)體系，主要內(nèi)容包括:
　　第一體系:我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室溫和的條件下采用水熱法一步合成了微晶的鈉鎢青銅(Na-HT)納米線束，并將其首次作為光催化材料在可見(jiàn)光下用于降解染料亞甲基藍(lán)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)樣品在可見(jiàn)光照射下對(duì)亞甲基藍(lán)具有較好的光催化降解性能。其光催化效率高于傳統(tǒng)的可見(jiàn)光光催化劑WO3和六角相的三氧化鎢，并且光催化效率跟Na-HT中鈉元素的比例密切相關(guān)。通過(guò)基于第一性原理為基礎(chǔ)的密度泛函理論的計(jì)算研究方法來(lái)探討這種類(lèi)鎢青銅光催化