张浩:基于MOF的复合光催化剂合成及性能研究论文

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本文主要研究内容

作者张浩(2019)在《基于MOF的复合光催化剂合成及性能研究》一文中研究指出:自日本学者Fujishima和Honda采用光催化技术在n型半导体二氧化钛电极上实现了光解水制氢气以来,半导体光催化技术引发了科研工作者的广泛研究热潮。具备高可见光吸收、高载流子分离效率的半导体光催化剂的设计和开发始终是光催化领域中的研究热点之一。作为一类由金属离子(簇)与有机配体自组装形成的无机-有机多孔杂化材料,MOF结构中的有机配体能够作为光敏剂提高光能吸收效率并产生电子-空穴对,金属中心可以表现出半导体量子点功能,加之MOF具有高的比表面积,因此其有望成为半导体催化剂及其改性的关键材料。基于上述研究背景,我们开展了以下课题的研究:(1)使用TiO2涂覆的ZIF-8作为模板和前驱体,通过热煅烧,设计开发了一种C-ZnO@ZIF-8@TiO2多组分纳米光催化剂的简便制备方法,以增强可见光的吸收和光催化活性。研究结果表明:该材料除保留原始ZIF-8的形态和多孔结构外,产生了新的ZnO结构,与ZnO@ZIF-8相比,C-ZnO@ZIF-8@TiO2对有机染料亚甲基蓝显示出更加优异的吸附能力和吸附容量。此外,由于ZIF-8基体外包覆的TiI2涂层,有效地抑制了源自有机配体热解产生的碳元素的逸出,致使C-ZnO@ZIF-8@TiI2光催化剂中掺杂了大量的碳,进而提高了复合光催化剂的电荷转移和分离效率。与ZnO@ZIF-8相比,C-Zn0@ZIF-8@TiO2纳米复合光催化剂在紫外和可见光照射下光催化活性分别提高了 1.8倍和3.0倍。(2)为了提高电荷分离效率和可见光催化反应活性,我们通过合理设计,将AgX/Ag与MOF有效整合,采用简便策略成功制备了ZIF-67/AgCl/Ag复合光催化剂,基于表面等离子共振效应(SPR)以及复合光催化剂结构中ZIF-67与AgCl/Ag之间的协同机制,有效地提升了光生电子和空穴的分离效率,确保了电荷载体较长的寿命,显著改善了ZIF-67/AgCl/Ag的光催化活性。此外,与母体ZIF-67或AgCl材料相比,ZIF-67/AgCl/Ag在可见光照射下降解有机染料甲基橙的光催化活性分别提高了 17倍和6.76倍。

Abstract

zi ri ben xue zhe Fujishimahe Hondacai yong guang cui hua ji shu zai nxing ban dao ti er yang hua tai dian ji shang shi xian le guang jie shui zhi qing qi yi lai ,ban dao ti guang cui hua ji shu yin fa le ke yan gong zuo zhe de an fan yan jiu re chao 。ju bei gao ke jian guang xi shou 、gao zai liu zi fen li xiao lv de ban dao ti guang cui hua ji de she ji he kai fa shi zhong shi guang cui hua ling yu zhong de yan jiu re dian zhi yi 。zuo wei yi lei you jin shu li zi (cu )yu you ji pei ti zi zu zhuang xing cheng de mo ji -you ji duo kong za hua cai liao ,MOFjie gou zhong de you ji pei ti neng gou zuo wei guang min ji di gao guang neng xi shou xiao lv bing chan sheng dian zi -kong xue dui ,jin shu zhong xin ke yi biao xian chu ban dao ti liang zi dian gong neng ,jia zhi MOFju you gao de bi biao mian ji ,yin ci ji you wang cheng wei ban dao ti cui hua ji ji ji gai xing de guan jian cai liao 。ji yu shang shu yan jiu bei jing ,wo men kai zhan le yi xia ke ti de yan jiu :(1)shi yong TiO2tu fu de ZIF-8zuo wei mo ban he qian qu ti ,tong guo re duan shao ,she ji kai fa le yi chong C-ZnO@ZIF-8@TiO2duo zu fen na mi guang cui hua ji de jian bian zhi bei fang fa ,yi zeng jiang ke jian guang de xi shou he guang cui hua huo xing 。yan jiu jie guo biao ming :gai cai liao chu bao liu yuan shi ZIF-8de xing tai he duo kong jie gou wai ,chan sheng le xin de ZnOjie gou ,yu ZnO@ZIF-8xiang bi ,C-ZnO@ZIF-8@TiO2dui you ji ran liao ya jia ji lan xian shi chu geng jia you yi de xi fu neng li he xi fu rong liang 。ci wai ,you yu ZIF-8ji ti wai bao fu de TiI2tu ceng ,you xiao de yi zhi le yuan zi you ji pei ti re jie chan sheng de tan yuan su de yi chu ,zhi shi C-ZnO@ZIF-8@TiI2guang cui hua ji zhong can za le da liang de tan ,jin er di gao le fu ge guang cui hua ji de dian he zhuai yi he fen li xiao lv 。yu ZnO@ZIF-8xiang bi ,C-Zn0@ZIF-8@TiO2na mi fu ge guang cui hua ji zai zi wai he ke jian guang zhao she xia guang cui hua huo xing fen bie di gao le 1.8bei he 3.0bei 。(2)wei le di gao dian he fen li xiao lv he ke jian guang cui hua fan ying huo xing ,wo men tong guo ge li she ji ,jiang AgX/Agyu MOFyou xiao zheng ge ,cai yong jian bian ce lve cheng gong zhi bei le ZIF-67/AgCl/Agfu ge guang cui hua ji ,ji yu biao mian deng li zi gong zhen xiao ying (SPR)yi ji fu ge guang cui hua ji jie gou zhong ZIF-67yu AgCl/Agzhi jian de xie tong ji zhi ,you xiao de di sheng le guang sheng dian zi he kong xue de fen li xiao lv ,que bao le dian he zai ti jiao chang de shou ming ,xian zhe gai shan le ZIF-67/AgCl/Agde guang cui hua huo xing 。ci wai ,yu mu ti ZIF-67huo AgClcai liao xiang bi ,ZIF-67/AgCl/Agzai ke jian guang zhao she xia jiang jie you ji ran liao jia ji cheng de guang cui hua huo xing fen bie di gao le 17bei he 6.76bei 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自天津工业大学的张浩,发表于刊物天津工业大学2019-07-05论文,是一篇关于光催化论文,半导体论文,金属有机骨架论文,吸附论文,降解论文,天津工业大学2019-07-05论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自天津工业大学2019-07-05论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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