可见光响应纳米光催化剂的合成、改性及其光催化性能的研究.pdf

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2、ｙ論Ｉｉ－ｇ．蘇墓线廉着姨ｌ．上海大学本博±论文经答辩委员会全体委员的审查，确认符合上海大学博±学位论文质量要求。答辩委员会签名；委员；妹Ｊ么為气＾’导师；＾２〇咬．Ｌｆ！答辩日期；原创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研免工作。除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己发表或撰写过的研究成果一工作的其他同志对本研究所。参与同做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。巳＾乏之０ｆ夕．－１，署祭名：作日期：本论文使用授权说明本人完全了解上海大学有关保

3、留、使用学位论文的规定，巨ｆｊ：校学可校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学ｙｘ公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）王之少乂Ｉ，签名：１＾＾＾１＾导师签名：鱼曰期：上海大学工学博士学位论文可见光响应纳米光催化剂的合成、改性及其光催化性能的研究姓姓名名：张云龙导导师师：焦焦正教授学科专业：环境科学与工程上海大学环境与化学工程学院2015年6月ADissertationSubmittedtoShanghaiUniversityfortheDegreeofPh.D.inEngineeringSynthesis,Post-Treatm

4、entsandPerformancesofVisibleLightRespondingNano-PhotocatalystsD.E.Candidate:YunlongZhangSupervisor:ProfessorZhengJiaoMajor:EnvironmentalScienceandEngineeringSchoolofEnvironmentalandChemicalEngineeringShanghaiUniversityJune,2015摘摘要要能源紧缺和环境污染问题是当今乃至未来很长一段时间内，人类都必须面临的重大历史挑战，这些问题都密切地关乎人类的生存与发展。为了完成这项迫在眉

5、睫的历史使命，学者们开发出了许多处理方式与手段来解决能源与环境问题。在其中，光催化技术由于其具有利用清洁能源、能耗低、反应条件简单温和、无二次污染、操作简便等特点，成为目前环境治理、能源再生领域的研究热点。不过，在入射至地球太阳光中，紫外线的含量只占3~5%，若想充分利用太阳光的所有能量，就必须合成出具有高可见光响应性能的光催化材料。所以，此类的材料合成方法及其相应的改性和强化技术，就成为了学者们广泛研究的热点。鉴于此背景，本博士论文详细研究了可见光响应纳米光催化剂的合成，侧重于纳米TiO2介孔球与非金属化合物g-C3N4，及其改性后处理技术，并对其合成、光催化性能及其机理进行了较为深入的探讨

6、。TiO2是目前最为广泛发展和研究的半导体光催化剂，通过金属、非金属掺杂，将其吸光范围拓展至可见光领域，同时对其表面结构进行优化，生成具有介孔的形貌，这都会极大地提升其光催化效率。g-C3N4是新兴的一种非金属光催化剂，由于其含有C、N两种非金属元素，成本低廉同时不会造成二次重金属污染，亦成为了研究者们广泛研究的焦点。此外，对于上述两种材料的改性后处理方法的研究，特别是一些物理类的处理方法，能够在不引入其他掺杂原料的同时，增加光催化剂的活性。对于这些合成手段及改性后处理方法的研究都是十分具有理论和实践意义的探索方向。在本文中，我们提出了一种新颖的“一步法”水热反应方法，其不仅可以将Gd掺杂的乙

7、二醇钛前驱体纳米球通过奥斯特瓦尔德熟化效应转化为蓝色的锐钛矿TiO2:Gd介孔纳米球，而且也可以同时造成原位的Mo与S掺杂。通过延长水热反应时间，纳米球表面的介孔尺寸逐渐变大，同时表面的小颗粒也会逐渐生长成大颗粒，甚至沿一定方向生长成纳米棒形态。在其拉曼光谱中，通过谱带的逐步宽化和位移证明了Mo、S的晶格掺杂形式。XPS分析也证实生成了Mo−O键与Mo−S键，而非MoS2的形式，其中Mo−S的比例