金属有机骨架_无机半导体复合材料的制备和性能研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：O64密级：公开UDC：544学号：152336金属有机骨架/无机半导体复合材料的制备和性能研究研究生姓名：马小悦导师姓名：陈金喜教授申请学位类别理学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称化学论文答辩日期2018年6月6日二级学科名称物理化学学位授予日期2018年月日答辩委员会主席孙柏旺教授评阅人王喜章教授娄永兵教授2018年6月8日硕士学位论文金属有机骨架/无机半导体复合材料的制备和性能研究专业名称：化学研究生姓名：马小悦导师姓名：陈金喜教授PreparationandPropertiesofMetalOrga

2、nicFrameworks/InorganicSemiconductorCompositesAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYMaXiaoyueSupervisedbyProf.ChenJinxiSchoolofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成

3、果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容

4、相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要近年来，光催化技术由于具有操作简单方便，能量消耗量低，应用范围广泛等特点，被认为是治理环境污染和缓解能源紧缺问题的重要途径。在诸多光催化材料中，金属有机骨架材料(MOFs)具有比表面积大、孔隙率高等自身优势，有望成为新一代降解有机污染物的优良光催化剂。其中，锆基金属有机骨架材料UiO-66因其具有光催化性能和宏量制

5、备工艺简单而受到广泛关注。并且，将UiO-66与无机半导体有效复合形成的复合型光催化材料能够兼具两者的优点和性能协同，是目前功能材料的重点研究方向。本文以增强UiO-66材料的光催化活性为目的，希望通过有效的合成方法构筑光催化性能优良的复合型光催化剂。基于此，本课题主要从UiO-66与硫化铜复合材料的制备方法和光催化降解有机染料的性能进行研究。主要研究内容如下：(1)CuS/UiO-66复合材料的制备和光催化性能研究：本研究采用溶剂热法合成CuS/UiO-66复合材料。制备得到系列不同CuS和UiO-66质量比的CuS/UiO-66复合光

6、催化剂，通过X-射线粉末衍射(XRD)确定CuS/UiO-66复合材料由六方相CuS和立方相Zr6O4(OH)4(BDC)6组成；通过扫描电子显微镜(SEM)确认CuS在UiO-66纳米颗粒表面生长形成花状微球；通过紫外可见吸收光谱(UV-vis)分析表明复合CuS能够增强UiO-66对可见光的吸收能力；通过光致发光光谱(PL)分析表明复合材料的禁带宽度相对于单纯UiO-66没有发生明显变化，但是电子与空穴复合效率明显降低。可见光催化降解罗丹明B的结果表明：CuS/UiO-66复合材料展现出优于任一单组分材料的光催化降解活性，并且其稳定性

7、也有所加强。同时通过分析CuS和UiO-66的能带结构，提出了可能的光催化机理。(2)CuxS/UiO-66复合材料的制备和光催化性能研究：本研究采用表面功能化法合成CuxS/UiO-66复合材料。以巯基丙酸(MPA)为表面功能化试剂，制备得到系列不同Cu/Zr摩尔比的CuxS/UiO-66复合光催化剂，通过X-射线粉末衍射(XRD)确定CuxS/UiO-66复合材料由立方相CuxS和立方相Zr6O4(OH)4(BDC)6组成；通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)确认CuxS纳米晶在100nm左右的UiO-66纳米颗粒表

8、面生长形成复合材料。同时，通过考察添加和不添加巯基丙酸所制备CuxS/UiO-66复合材料的形貌，进一步论证了巯基丙酸的表面功能化作用。通过紫外可见吸收光谱(UV-vis)分析显示CuxS/U