一、微波吸收法研究(ZnCd)S∶Cu发光材料光生载流子的衰减过程（论文文献综述）
徐晨轩[1]（2021）在《垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用》文中进行了进一步梳理高效的能源储存与转化技术是推动可再生能源大规模应用的重要技术支撑。近年来,碳基纳米能源储存与转化材料因原料丰富、制备经济、调控便捷等特点而广受关注。纳米材料内部及表界面处的能量与物质传递是决定能量储存与转化性能的关键物理机制。围绕纳米尺度能质传递所发展的诸多理论,认为其符合典型的结构—性能规律。边缘结构广泛存在于石墨烯量子点、碳纳米管、石墨烯、二硫化钼等纳米材料中,但由边缘结构带来的特殊性能通常被笼统地冠以“边缘效应”,对其物理机制尚有待深入研究。本论文对垂直取向石墨烯的边缘能质传递强化机理开展了系统研究,主要聚焦以下两个方面。在机理认识层面,结合近场纳米成像技术、原位检测技术等实验手段和密度泛函理论、分子动力学模拟等计算模拟手段,建立了边缘结构与电子极化行为间的关联,揭示了光诱导边缘局域场增强效应的物理机制。进一步地,研究了在电解液中垂直取向石墨烯边缘附近离子分布与输运特性,解析了边缘场增强对固液界面相平衡状态的作用机制,为强化固液静电吸附提出新路径;在技术应用层面,基于上述理论成果设计了一系列边缘可调控的垂直取向石墨烯基能源材料,构筑了高性能光催化水裂解制氢、电容去离子以及超级电容储能新体系。基于等离子体化学气相沉积法制备的垂直取向石墨烯具有良好的边缘可调控性。本文采用氩等离子体轰击处理方法,有效调控了垂直取向石墨烯的边缘密度。开展密度泛函理论模拟计算,研究了石墨烯封闭边缘处的电子密度分布,揭示了在石墨烯封闭边缘处,电子存在自发聚集行为。随后开展的暗场扫描开尔文探针显微实验测试结果与模拟计算结果相吻合,进一步证实了石墨烯表面具有非均匀电势分布,且对表面纳米形貌存在高度依赖性,即在高曲率的石墨烯边缘处呈现出电子聚集行为。研究了垂直取向石墨烯光电响应特性。在水系电解液中,响应电流密度最高可达约92 m A cm-2。与半导体材料产生光电流响应的机理不同,垂直取向石墨烯样品中光电流响应可能来源于光激发热电子的定向迁移与聚集。光诱导力显微结果证实,垂直取向石墨烯在可见-红外波段内具有显着的近场光诱导力响应,石墨烯纳米边缘处存在由电子极化引起的近场力梯度。研究还发现,边缘电场增强与入射光波长有关。在红外光激发下,样品的光诱导力图像在边缘处甚至出现显着的“热点”信号,表明石墨烯表面的光激发热电子会迁移并聚集在边缘处,形成边缘处局域电场增强。进一步的理论分析指出,纳米边缘处的局域电场增强可解耦为非共振增强效应与共振增强效应两部分。通过调控石墨烯纳米边缘的形貌（长宽比）与费米能级,改变特定激发波长下的共振增强因子,能够实现对边缘电场增强效应进行调控。垂直取向石墨烯边缘的光诱导电场增强效应有望使其成为高活性反应位点,负载半导体光催化剂后形成内建电场,促进受光照激发的电子与空穴相互分离。本文采用纳米限域合成方法制备了高度分散的介孔石墨相氮化碳/垂直取向石墨烯复合光催化剂（GVN/NVG）。相比于未与垂直取向石墨烯复合的普通块状石墨相氮化碳样品以及将石墨相氮化碳与水平石墨烯机械混合的传统方式复合样品,通过纳米限域合成方法负载在垂直取向石墨烯片层间的石墨相氮化碳充分分散,有效避免了团聚。密度泛函理论计算表明,相较于普通块状石墨相氮化碳样品,GVN/NVG复合结构中的介孔石墨相氮化碳组分具有局域化的表面电荷分布,禁带宽度也有所下降。GVN/NVG-3H样品在全光谱光照激发、无助催化剂、三乙醇胺牺牲体系中的光催化制氢活性可达41.7μmol h-1 cm-2(相当于每24小时225L m-2,标况下)。与对照组中普通块状石墨相氮化碳样品的活性(2.5μmol h-1 cm-2)相比高一个数量级。首小时内平均表观量子产率达到1.54%。随后,本文拓展了边缘光诱导电场增强效应的应用,发展了太阳能纳米离子学相关理论。通过石墨烯纳米边缘介导的光-电场能量传递过程,将入射太阳光能量输入固液界面相平衡系统,有效缩短双电层厚度,并实现了对离子传输机制的有效调控。在该理论指导下,开展了高性能电容去离子研究。将典型的赝电容活性物质二氧化锰（α-Mn O2）经电化学沉积负载到富边缘垂直取向石墨烯表面,构筑了Mn O2@e VG吸附电极。在光照下,Mn O2@e VG电极展示出3倍于无光照时的电极吸附量(33 mg g-1)与较快的电极吸附速率(0.06 mg g-1 s-1)。电化学石英晶体微天平原位检测证实,非平衡态热力学条件的下固液界面离子输运机制受到光诱导电场控制,即在光照下,正极中的离子传输机制从离子交换主导转变为异性离子吸附主导,有助于电容脱盐性能的提升。此外,本文基于边缘增强的电化学活性以及对生长基底广泛的适应性,提出了采用垂直取向石墨烯泡沫电极来适应高粘度室温离子液体电解液的技术途径。制备的石墨烯泡沫电极具有分级多孔结构,优化了电极内部传质过程。其中,继承自泡沫金属模板的微米级孔起到预存储电解液作用,缩短了充放电过程中电解液的扩散距离;由石墨烯壁面围成的亚微米级孔具有垂直的取向性和均匀的孔径,确保了畅通的离子传质过程;垂直取向石墨烯骨架提供了连续电子传导通道,暴露的石墨烯边缘则为离子提供了大量易于接触的静电吸附位点。在电解液方面,采用了共阴离子离子液体共混策略。通过引入不同阳离子降低离子排列有序度,抑制了室温离子液体混合物中的离子间相互作用势,从而降低了流动粘度并改善了润湿性。上述石墨烯泡沫电极在1-甲基-1-丙基哌啶双三氟甲基磺酰亚胺(PIP13TFSI)与1-正丁基-1-甲基吡咯烷二酰亚胺(PYR14TFSI)质量配比为2:3的混合室温离子液体电解液中具有良好的电化学性能表现。这部分工作为高能量密度与高频率响应这一对位于天平两端的性能目标提供了有效的解决思路,即采用高电化学稳定窗口的室温离子液体作为电解液,以满足对储能能量密度的需求;遵循取向性阵列式和分级孔结构的微纳米形貌设计原则以适应室温离子液体的高粘度,并充分发挥边缘结构的电化学活性优势,实现高频率响应储能。
徐彦乔[2]（2021）在《离子液体辅助制备Cu-In-Zn-S和CsPbX3纳米晶及其荧光性能研究》文中提出半导体纳米晶由于具有独特的光电性质,在发光二极管、太阳能电池、光电探测、生物成像等领域引起了广泛的关注。目前,镉基纳米晶已率先实现了商业应用,但是仍存在制备工艺复杂、制备成本较高等问题,成为了该类材料大规模应用道路上的绊脚石。因此,发展新型高效、低成本的半导体纳米晶及其制备技术具有重要意义。本文利用离子液体特殊的物理化学性质,以不同类型的离子液体为出发点,探索了其在多元和钙钛矿纳米晶合成过程中的作用机理,借助离子液体与配体的协同作用实现对纳米晶生长动力学和发光动力学的有效调控。主要开展了以下四方面的工作:（1）针对水相合成Cu-In-Zn-S（CIZS）多元纳米晶存在反应时间较长、量子产率偏低的突出问题,发展了一种离子液体辅助水热法快速制备CIZS纳米晶的新途径。利用含氟离子液体1-甲基咪唑四氟硼酸盐（[Mim]BF4）在反应过程中形成的F-对纳米晶的表面悬键进行刻蚀,同时结合宽带隙半导体材料ZnS的表面包覆,充分钝化纳米晶的表面缺陷,将其荧光量子产率由6.2%提高至31.2%。此外,离子液体较低的表面张力有效地提高了纳米晶的瞬间成核率,反应时间由5 h缩短至1 h。随后,将CIZS/ZnS纳米晶与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）基质复合,制备了CIZS/ZnS/PVP复合荧光粉,并结合Lu3Al5O12:Ce3+荧光粉与蓝光芯片组装成白光LED,器件的发光效率（LE）高达90.11 lm/W,显色指数（CRI）和色温（CCT）分别为87.2和4977 K,说明CIZS/ZnS/PVP复合荧光粉在固态照明领域极具应用潜力。（2）为了获得兼具制备成本低廉及荧光性能优异的纳米晶材料,采用离子液体辅助过饱和重结晶法制备了CsPbBr3纳米晶。通过引入含溴离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐（[Bmim]Br）改善纳米晶的表面性质,提高了纳米晶表面Br元素的含量,纳米晶的表面由缺Br态向富Br态转变,量子产率由78.73%增加至91.04%。此外,[Bmim]Br有助于调控CsPbBr3纳米晶的形貌及晶粒尺寸,提高了纳米晶的粒径均匀性。更为重要的是,纳米晶的光、储存稳定性也得到了显着的提高,在室温下存储91天或在紫外灯下连续照射24 h后均能保持80%以上的初始荧光强度。最后,通过阴离子交换反应获得了一系列不同组分的CsPbX3纳米晶,其发射峰在462～665 nm范围内连续可调,色域可达北美国家电视标准委员会（NTSC）标准的129.65%,为高质量钙钛矿纳米晶的制备及其光电应用提供了参考。（3）针对钙钛矿纳米晶因存在表面Pb缺陷而导致荧光性能及稳定性降低的问题,提出了一种简单高效的含氟酸根离子液体原位钝化表面缺陷的策略。通过在纳米晶的合成过程中引入含氟酸根离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[Bmim]BF4）,分别利用离子液体的阴、阳离子的协同作用原位消除纳米晶表面富余的Pb0和表面悬键,充分钝化纳米晶的表面缺陷,其荧光量子产率可由63.82%提升至94.63%。此外,研究结果进一步证实了其它类型的含氟酸根离子液体均可有效提升纳米晶的荧光性能,表明该原位钝化策略具有普适性。吸附在纳米晶表面的[Bmim]+为纳米晶提供了疏水性的保护壳层,因此纳米晶的储存、光、水、热稳定性均得到了显着的提升。将制得的纳米晶应用于白光LED中,器件的LE高达100.07lm/W,色域覆盖范围可达NTSC标准的140.64%,说明CsPbBr3纳米晶在背光显示领域极具应用潜力。（4）为进一步提升CsPbBr3纳米晶的稳定性,发展了一种简单快速制备CsPbBr3@SiO2纳米晶的新途径。利用离子液体[Bmim]BF4具有较大的极性和一定的吸湿性捕捉空气中的水分,促进APTES快速水解形成SiO2层包覆于CsPbBr3纳米晶的表面,SiO2的最佳包覆时间由10 min显着缩短至20 s。此外,离子液体疏水性的有机阳离子吸附在纳米晶表面,有效避免了纳米晶在包覆过程中因被水或醇侵蚀而造成荧光性能的衰减。因此,CsPbBr3@SiO2纳米晶的稳定性得到了显着的提高,保存120天后,仍可维持96.12%的初始荧光强度。随后,制备了一系列不同组分的CsPbX3@SiO2纳米晶,其发光峰的中心位置可在421.2～651.6 nm范围内调谐,色域可达NTSC标准的143.57%。由于SiO2比CsPbX3纳米晶具有更高的导带底和更低的价带顶,因此可将电子与空穴限制在CsPbX3内,钝化了纳米晶的表面态,从而提升了CsPbX3纳米晶的荧光性能。最后,将CsPbBr3@SiO2纳米晶与CIZS/ZnS/PVP复合荧光粉结合组装成白光LED,器件的CRI高达90.5,CCT为4715 K,LE为41.57 lm/W。本工作为快速可控制备CsPbX3@SiO2纳米晶及其光电应用奠定基础。
穆延飞[3]（2021）在《卤化钙钛矿基高效催化剂的可控制备及其光催化CO2还原性能研究》文中认为在力争早日实现碳达峰和碳中和并彻底解决能源问题的大背景下,通过模拟自然光合作用过程构建高效稳定的人工光合作用体系无疑是解决上述问题最有前途的策略之一。金属卤化钙钛矿（MHPs）纳米晶材料以其合适可调的能带结构、优异的光电性能以及简便的制备工艺逐渐得到科研人员的广泛关注。然而,随着MHPs初步应用到人工光合作用领域,其表面缺乏催化活性位点、光生载流子分离相对不足以及催化稳定性不佳等导致低催化活性的问题也初露端倪。围绕以上问题,本论文有针对性地提出了疏水配体表面修饰、过渡金属功能化掺杂、Z-型异质结设计、形貌调控以及富表面缺陷等策略改善MHPs纳米晶材料的光催化活性。主要包括以下四个部分:（1）针对MHPs材料在含水体系中的稳定性差这一问题,我们首先以短链疏水性分子七氟丁基丙烯酸酯为配体制备出在纯水体系中具有良好稳定性的CsPbBr3/Cs4PbBr6复合纳米晶;并通过直接对该纳米晶表面进行金属离子掺杂来克服光生电子与催化位点之间电子转移受限的问题,在国际上首次实现在纯水体系中MHPs纳米晶高效光催化CO2还原。研究表明基于直接表面金属离子掺杂的策略不仅有效增加了光催化反应的活性位点,MHPs纳米晶中的光生载流子与催化活性位点之间的电子转移距离也大大缩短,电荷分离效率得到显着提升。进一步研究表明该表面掺杂的策略对提升MHPs纳米晶材料光催化剂的活性具有良好的普适性。（2）考虑到MHPs较差的水氧化能力,我们以超薄小尺寸氧化石墨烯（USGO）纳米片作为载体和电子导体,通过简单的静电自组装法将CsPbBr3纳米晶和传统水氧化半导体（α-Fe2O3）有机的结合,构建了一种高效的CsPbBr3基全固态Z-型异质结催化剂CsPbBr3/USGO/α-Fe2O3。高分辨TEM和XPS测试发现CsPbBr3和α-Fe2O3分别以成键的方式紧密锚定在USGO纳米片上。USGO纳米片优异的电子传输性能赋予了CsPbBr3/USGO/α-Fe2O3高效的界面电荷分离能力。进一步利用原位光下XPS测试证实其界面电荷转移路径符合Z-型异质结模式。以水作为电子源,基于CsPbBr3/USGO/α-Fe2O3异质结的光催化CO2还原活性显着增强,其电子消耗速率达到147.6μmol g-1 h-1,比单独的CsPbBr3纳米晶高19倍。（3）考虑到电子导体的引入会造成一定的光屏蔽效应,我们进一步基于“溶剂辅助、原位生长”的策略在α-Fe2O3纳米棒表面生长了一种无配体的MHPs纳米晶（LF-FAPbBr3）,构建了直接Z-型异质结LF-FAPbBr3/α-Fe2O3。LF-FAPbBr3纳米晶与α-Fe2O3纳米棒之间无配体阻碍的直接接触促进了二者之间的强界面电子耦合。这种强界面电子耦合促进了LF-FAPbBr3纳米晶与α-Fe2O3之间的高效界面电荷转移以及各自内部的电荷分离,电荷分离效率高达93%,远高于含有配体封端的FAPbBr3和α-Fe2O3复合物（L-FAPbBr3/α-Fe2O3）的11%。基于LF-FAPbBr3/α-Fe2O3异质结,光催化CO2还原的电子消耗速率达到175mmol g-1 h-1,比表面包裹有机配体的L-FAPbBr3高16倍。（4）利用无配体籽晶辅助生长策略合成了一种新型3D朱樱花状CsPbBr3纳米花（LF-CPB NFs）。基于这种策略制备的纳米级LF-CPB NFs不仅具有较大的比表面,而且其表面因无有机配体钝化而产生大量的表面Br空位缺陷。这些缺陷可以捕获光生载流子,并起到催化活性中心的作用,弥补了传统MHPs纳米晶表面缺乏催化位点的不足。LF-CPB NFs形貌的各向异性还可以使光生载流子进一步有效解离。LF-CPB NFs光催化CO2还原的电子消耗速率比传统有机配体封端的CsPbBr3纳米晶（L-CPB NCs）高7倍以上,比块状CsPbBr3性能高20倍。此外,由于无有机绝缘配体的存在,LF-CPB NFs与助催化剂TCPP（Fe）可以紧密接触,显着提高其界面电荷转移速率,进一步改善光催化活性。其中,LF-CPB-2 NFs/TCPP（Fe）复合物光催化CO2还原的电子消耗速率比L-CPB NCs/TCPP（Fe）提高了14倍以上。
张益明[4]（2020）在《金属硫化物基复合光催化剂去除水系污染物的研究》文中进行了进一步梳理目前,基于半导体材料的光催化技术被认为是一种实用的环境净化处理方法,针对现有光催化剂吸光范围较窄以及电子空穴对再结合速率太快等问题,本论文利用金属硫化物半导体独特的物理和化学性质,开发出了系列能高效去除环境中污染物的新型硫化物基光催化剂。通过考察金属硫化物基复合催化剂对环境污染物的去除活性,结合光催化材料本征结构与光电性质分析,最终阐释了催化剂结构组成-性质-性能三者之间的关系。首先,通过温和的水热工艺取得了Mo S2形貌可控的制备。通过催化还原Cr（VI）来评估所制备样品的光催化活性,探究了光催化剂形貌结构与光催化活性之间的关系。为了进一步缓解单体Mo S2光催化剂光生电子/空穴对的严重复合,通过一步水热法制得了Sr Mo O4/Mo S2复合材料。XPS和Raman分析证实8%-Sr Mo O4/Mo S2复合材料中块状Sr Mo O4和Mo S2纳米片之间产生了很强的界面作用。光催化结果表明8%-Sr Mo O4/Mo S2有着最佳的Cr（VI）去除率（91.2%）,其也在可见光照射下具有高的光稳定性。同时,利用Mo S2纳米片表面S缺陷与L-半胱氨酸的原位耦合,使得超晶格结构的Cu2S纳米粒子（平均6.2 nm）均匀地分散在Mo S2纳米片上。XPS和Raman分析证实了2-Cu2S-Mo S2复合材料中Cu2S和Mo S2之间形成了强烈的界面效应,这极大地促进了光生电子/空穴对的分离并延长了它们的寿命。最后,2-Cu2S-Mo S2在可见光照射下表现出了最快的Cr（VI）光还原速率,约是Mo S2纳米片和纯Cu2S的8.3倍和2.9倍。该策略已被扩展到制备Cd S-Mo S2和Zn S-Mo S2异质结,该策略在设计更具活性的金属硫化物异质结光催化剂方面具有广阔的前景。此外,通过一步水热法合成了红细胞状的Zn S/Zn O复合材料。与纯Zn S和Zn O相比,Zn S/Zn O复合物在可见光下催化降解四环素（TC）活性大大提高。循环实验还表明Zn S/Zn O复合材料有着良好的光稳定性和良好的光催化活性。也通过原位离子交换法成功构建了Bi2S3/Cd S异质结,其中Bi2S3与Cd S之间形成了强烈的相互作用,这使得异质结具有高效的载流子迁移效率和长的载流子寿命。光催化结果表明,Bi2S3/Cd S异质结既表现出了强的光还原活性,同时也具有最优的光氧化能力。通过对光催化机制的学习,S型光反应机制揭示了Bi2S3/Cd S异质结高效的载流子迁移效率以及其强的氧化还原能力。
张军帅[5]（2020）在《类石墨相氮化碳上过渡金属析氢位点的构筑及光催化产氢性能研究》文中指出迅猛发展的现代工业消耗了大量的化石燃料,不仅造成能源短缺,也危害着自然环境,解决能源和环境问题迫在眉睫。氢能具有燃烧热值高、清洁可再生的优点,有望在未来取代传统化石能源,满足人类日益增长的能源需求。利用半导体光催化技术可以实现太阳能向氢能的转化,是未来氢能发展的趋势之一。类石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种对可见光有响应的有机聚合物半导体材料,但是具有光生载流子复合率高、可见光利用率低等缺点,光催化活性较低。通过掺杂、构建异质结等方法,一定程度上可以提高g-C3N4的光催化活性。然而大多数g-C3N4基光催化剂都需要利用价格高昂且储量稀少的贵金属作为助催化剂降低析氢反应过电势,才能实现光催化产氢。寻找新型的非贵金属析氢催化剂成为氢能利用的一个热点研究方向。因此,本文针对g-C3N4自身存在的不足,通过在g-C3N4上构建过渡金属分子析氢位点,结合功能性纳米材料,制备出四种新型光催化剂用于产氢反应。本论文的主要内容如下:（1）利用g-C3N4纳米片（CN）的末端氨基和有机配体上的羧基,通过酰胺反应原位生长Co L2（SCN）2分子催化剂,制得廉价的Co L2（SCN）2-CN光催化剂。Co L2（SCN）2不仅能在一定程度上增强CN对可见光的吸收,而且作为助催化剂能加快光生电子和空穴的分离并降低析氢反应过电势。在不使用贵金属的条件下,Co L2（SCN）2-CN的光催化产氢速率高达272?mol g-1 h-1,并在光催化反应中表现出良好的稳定性。（2）通过酰胺反应在CN上键接镍分子催化剂（Ni L）,同时引入氧化镍（Ni Ox）作为空穴传输介质,制得高效的Ni L/Ni Ox/CN三元复合催化剂。在光催化产氢反应中,Ni L可以取代贵金属降低水还原反应的过电势,而Ni Ox纳米粒子则可以促进光生电子和空穴的有效分离。以TEOA作为牺牲剂,Ni L/Ni Ox/CN的可见光催化产氢速率高达289?mol g-1 h-1。（3）利用壳聚糖上丰富的氨基官能团,在其表面化学修饰镍分子析氢中心,通过静电作用将改性后的壳聚糖（Ni L）锚定在CN上,制得价格低廉的Ni L-CN复合光催化剂。Ni L均匀分布于CN表面,不仅能提高CN对太阳光的利用率,而且能促进光生载流子的分离,降低析氢反应的过电势。Ni L-CN在可见光照射下产氢速率高达346?mol g-1 h-1,并在循环催化测试中表现出良好的稳定性。（4）以碳纳米管（CNTs）改性的CN作为载体,利用温和的双分子亲核取代反应共价接枝铜分子催化剂（Cu L）,得到高效的Cu L/CNTs/CN光催化剂。Cu L作为助催化剂均匀负载于CN表面,能显着降低水还原反应的过电势,而CNTs作为电子受体可以提高光生载流子的迁移和分离速度。以TEOA作为电子给体,经过优化,Cu L/CNTs/CN的光催化产氢速率高达931?mol g-1 h-1。
龙雪枫[6]（2020）在《ZnO基纳米阵列光阳极的构建与光电水分解应用》文中指出人类社会步入21世纪以来,以能源为支撑的经济得到飞速发展,由此衍生出的化石能源枯竭和新能源的开发利用问题,也逐渐成为人们谈论和关注的热点。为了替代污染严重的传统化石燃料,研究人员们致力于利用以太阳能和风能为主的可再生能源来获取廉价、清洁、高热值的氢能源。其中,使用半导体材料进行的光电催化水分解为高效地利用太阳能提供了一种较为理想的途径。然而,在光电水分解系统中,光阳极表面发生的水氧化反应涉及4个电子的转移,因此动力学过程更为复杂、缓慢且过电位较大,这极大的束缚了该系统太阳能转化效率的提升。由此可见,研发兼具优异的光电水氧化活性和稳定性的光阳极材料,对于组装高效的光电水分解电池具有根本意义。本论文选用低成本、易于合成的氧化锌纳米棒阵列为对象开展研究工作,借助ZnO自身物理化学性质的诸多优势以及纳米棒阵列结构形貌的特点,结合异质结构建、氧空位及表面钝化层修饰以及析氧助催化剂改性等策略逐步优化ZnO基纳米阵列光阳极的水氧化性能,并且通过详细的物理表征和光电化学测试对复合光阳极优异的光电活性来源进行深入的讨论和分析。本论文的主要研究内容和结论包括以下三个部分:1、p-n异质结和氧空位修饰的ZnO NRs光阳极光电水氧化性能的研究首先将CoOx纳米颗粒均匀的负载在ZnO纳米棒表面形成复合电极,随后用溶剂热还原的方法在其中制造大量氧空位,构建了由异质结和氧空位共同修饰的ZnO纳米棒阵列（Ov-CoOx/ZnO NRs）目标光阳极。该阳极材料中CoOx起到了一石二鸟的双重作用,它不仅能够和ZnO结合形成p-n异质结构,实现光生电子和空穴的定向迁移,还可作为优异的助催化剂降低水氧化反应的势垒。另外,丰富的氧空位有利于捕获光生空穴并将其转移到电极/电解液界面,加速水氧化反应的发生。光电测试结果表明,目标光阳极在100 mW cm-2的模拟太阳光照下,光电流密度在1.23 V vs.RHE处达到2.10 mA cm-2,是单纯ZnO NRs电极的2.1倍。2、竹笋状FeVO4钝化的ZnO NRs光阳极光电水氧化性能的研究通过简单的旋涂前驱体溶液并退火的方法制备了FeVO4钝化的ZnO纳米棒（FVO/ZnO NRs）光阳极。形貌表征可以清晰的证明FeVO4在ZnO NRs表面形成竹笋状的层状结构,增大了有效电极面积。除此之外,这种较为新颖的n型半导体FeVO4具有和ZnO匹配的能带结构,两者结合形成n-n异质结,在内建电场的驱动下抑制体相光生电子-空穴对的重组,同时复合电极的导电性也因此得到极大提升。更重要的是,FeVO4还能够作为表面钝化层,削弱了由ZnO表面捕获态引起的费米能级钉扎效应,使电极表面产生更大的能带弯曲程度,提供更强的表面反应驱动力。在没有额外负载助催化剂的条件下,复合电极的界面电荷转移动力学过程和光生空穴利用率得到进一步提升。在光电测试中,目标复合电极具有很好的光电响应,光电流密度在同等条件下是单纯的ZnO NRs的2.4倍,析氧起始电位也提前130 mV,并且太阳能转化效率和光电转化效率都有明显的改进。3、钙钛矿和层状双氢氧化物包裹的ZnO NRs光阳极水氧化性能的研究通过在ZnO纳米棒表面逐层包裹具有较高电催化活性和光电化学稳定性的钙钛矿型氧化物LaFeO3和传统的CoAl-LDH析氧助催化剂制备出了兼具高活性和高稳定性的CoAl-LDH/LaFeO3/ZnO纳米阵列（简称LDH/LFO/ZnO NRs）光阳极。最优复合光阳极的在1.23 V vs.RHE偏压下的光电流密度比未修饰的ZnO增大了3倍,达到2.46 mA cm-2,析氧起始电位也提前了150 mV仅为0.31 V vs.RHE,最大的太阳能转化效率较前两个工作都有所提升,达到0.76%,并且复合电极的稳定性有显着改善。研究发现,ZnO和LaFeO3之间典型的II型能带错列的异质结构的形成,有利于抽出体相的光生空穴,而复合电极开路光电压的增大说明在电极/电解液界面处的电荷转移能力有所增强。与此同时,助催化剂的改性进一步加速水氧化反应的动力学,降低反应势垒。值得一提的是,CoAl-LDH的共形包覆隔绝了ZnO和电解液的直接接触,并且使积累在ZnO上的光生空穴能够快速的分离并转移到界面处参与反应,因此防止电极材料的脱落和光腐蚀的发生,这对提升光电极的稳定性起到关键作用。
金占斌[7]（2020）在《氮化物助催化剂促进Zn0.5Cd0.5S可见光光解水制氢性能的研究》文中进行了进一步梳理自18世纪六十年代第一次工业革命以来,能源几乎成为每个行业不可或缺的部分,能源消耗越来越快,因此开发高效的清洁能源受到了人们越来越多的关注。氢气被认为是可持续的清洁能源,作为燃料其燃烧时产生很高的热能是氢气的优势,利用太阳能光催化分解水制氢是一种将太阳能转化为氢能的有效途径。CdS是一种可见光响应光催化剂,同时也是光催化产氢领域中最突出的半导体光催化剂之一。Zn0.5Cd0.5S（ZCS）固溶体不仅具有和CdS一样优秀的光催化性能,而且可以缓解CdS易光腐蚀的缺点。氮化碳材料由于其优异的半导体、良好的化学稳定性和可控的带隙等独特的性能,近年来越来越受到大众的关注。这些独特的性能有助于提高它们的光催化活性。过渡金属氮化物具有高熔点、高硬度、高热导率和良好化学稳定性等优异的特性,被广泛应用于切削工具、耐磨部件、涂层材料等诸多领域,其独特的类金属物理化学特性和电子结构,被认为是hydrogen evolution reaction（HER）和oxygen evolution reaction（OER）的电催化剂。本文旨在探究电催化HER性能优异的氮化物在ZCS光催化体系是否依然会有很好的光催化活性,论文的主要工作如下:1.为了研究Co3N在ZCS基光催化体系的光催化效果,我们将Co3N引入到ZCS体系中。由于Co3N是金属间化合物,具有优良的导电性,所以在负载Co3N后,为光催化析氢提供活性中心,改善光生电子和空穴的分离,抑制光催化剂的光腐蚀,提高了ZCS的光催化产氢效率。负载2%的Co3N在ZCS上,其光催化产氢速率达到了160.7 mmol h-1g-1,这几乎是ZCS的产氢速率的25倍。这说明Co3N在ZCS光催化体系也有着很好的助催化活性。2.我们通过改变实验温度成功合成了一例既含有Ni3N又有Ni4N的助催化剂NixN。氮化镍具有金属特性、良好的导电性和耐毒性等优点。此外,Ni3N还能提供许多活性中心,使其具有更快的载流子传输速度和良好的催化性能。我们采用简单的物理混合方法成功合成了NixN/ZCS复合物,并对复合物进行了光电化学性质测试。复合催化剂2%NixN/ZCS展现出了非常优异的光催化析氢性能,其光催化析氢速率达到了241.3 mmol h-1g-1,比在ZCS上负载2 wt%贵金属Pt的光催化析氢速率都要高12倍。3.为了进一步探索过渡金属氮化物在ZCS光催化体系的活性,我们成功合成了Ni3N、Fe3N和W2N等纳米粒子并与ZCS复合制备了复合材料并研究了他们的光催化产氢性能。这三种复合材料的光催化产氢速率分别为70.3,138.4和80.4 mmol h-1g-1。并且通过瞬态光电流响应、LSV曲线和电化学阻抗谱的测试,分析了不同过渡金属氮化物在ZCS光催化体系的活性。4.为了进一步探索氮化物在ZCS基光催化产氢体系中的活性,我们通过以溴化钾为结构导向剂,成功合成了g-C3N5（CN）微米片,并制得了CN/ZCS复合物。我们研究了CN/ZCS复合物的光电化学性能,其中15%CN/ZCS展示了很好的电化学性质,在施加0.3 V的偏压下,其光电流达到了45μA/cm2。同时在0.35 M Na2S和0.25 M Na2SO3溶液中,复合物的光催化产氢的速率为142.8 mmol h-1g-1。我们利用荧光光谱等数据分析了其光催化原理,推断其可能是形成了直接Z-型异质结,有效的促进了光生电子空穴的分离,提高了光催化析氢效率。
曹伟静[8]（2020）在《Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点基光催化剂的尺寸选择性制备及制氢应用研究》文中研究指明由于日益增长的能源和环境危机,使用光催化工艺将太阳能转化为化学能近年来受到了广泛的关注。光催化水分解被认为是将太阳能转化为氢能最有前途的方法,高效且稳定的光催化剂是发展清洁能源的关键。其中Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点材料因其具有独特的量子限域效应、可调节的带隙、光吸收范围宽、活性位点多等性质,成为光催化领域研究的热点之一。高品质量子点制备仍依赖于油相高温热注射法。水相制备的Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点材料不仅水溶性良好且制备方法绿色环保,然而规模化水相制备量子点存在尺寸不均匀等问题,且多元金属组分的相互作用会加剧量子点生长的不均匀性。因此以Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族硫化物量子点为研究对象,以解决水相制备量子点不均匀问题为目的,围绕高品质Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族Ag-In-Zn-S（AIZS）和Cu-In-Zn-S（CIZS）量子点光催化剂的制备,开展了尺寸选择分离制备及负载助催化剂,研究尺寸选择分离前后的结构性质及光催化活性,探索可行的替代制备路线。研究内容如下:（1）为解决水相合成量子点尺寸不均匀问题,水相合成Ag-In-Zn-S量子点。通过定量添加不良溶剂异丙醇使量子点团聚,离心将胶体量子点分步提取出来。分离后获得5个样品,分离后获得的样品称为级分,简记为#。级分量子点尺寸分布较量子点原液均匀,然后通过电化学发光（ECL）筛选出产氢性能优异的量子点光催化剂,其中AIZS-#4为产氢活性最高的量子点光催化剂,在S2-/SO32-作为牺牲剂条件下产氢速率可达到1.68mmol·g-1h-1,原AIZS的产氢速率为0.26 mmol·g-1h-1,仅通过简单分离即可达到原量子点光催化剂产氢速率的6倍。这项工作为获取高品质的量子点光催化剂提供了一种简单的替代方法,对规模化制备高品质量子点具有一定的指导作用。（2）以尺寸选择分离后的Ag-In-Zn-S量子点作为原材料,通过添加助催化剂改善量子点光催化剂的催化性能,选用廉价的NiS2作为助催化剂,得到Ag-In-Zn-S量子点/NiS2复合光催化剂。探究了NiS2负载量、尺寸分离前后负载助催化剂对光催化产氢性能的影响,并运用原位瞬态光电压证明了NiS2做助催化剂的复合光催化反应系统的反应机理。当负载量为0.5%时,s-AIZS/NiS2-0.5的光催化活性最高,在以L-抗坏血酸为牺牲剂的条件下达到了5.96 mmol·g-1h-1,较分离后AIZS量子点增加了4.4倍,较原液AIZS量子点提高5倍。本工作证明分离后量子点负载助催化剂较原液量子点光催化性能改善程度大,并首次用实验证明了NiS2可以增强复合光催化剂的电子空穴对的有效分离机制。对半导体/NiS2复合光催化体系的机理研究具有一定的指导作用,为开发活性金属硫化物作为助催化剂提供了新的思路。（3）Cu-In-Zn-S量子点与碳点原位水相复合,针对Cu-In-Zn-S/碳点复合体系尺寸结构不均匀问题。通过尺寸选择的方法进行分离。分离后复合量子点级分具有不同光学性质及产氢活性,其中Cu-In-Zn-S/C-#2量子点级分光催化剂的光催化活性最高,5 h产氢总量达到了12.09 mmol·g-1（L-抗坏血酸为牺牲剂）,为分离前Cu-In-Zn-S/碳点复合光催化剂的2.4倍,为原始Cu-In-Zn-S量子点光催化剂的4.2倍。本工作为高品质Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点/碳点复合光催化剂的制备及筛选开辟了一种新的途径,也为复合量子点光催化剂的规模化生产提供了一定的指导作用。
丁磊[9]（2020）在《助催化剂增强TiO2和g-C3N4光催化产氢体系设计及性能研究》文中研究表明当今世界,随着化石燃料（煤炭,天然气和石油）的不断消耗,导致全球环境恶化和能源危机问题不断加剧。为了应对能源危机和环境污染的挑战,人们越来越关注开发可再生能源技术,对基于长期可持续供应的可再生能源的开发提出了更高的要求。将太阳能转化为氢气、甲醇、甲烷等化学能,被认为是解决能源和环境问题的最有前景的战略之一。半导体光催化分解水产氢技术被认为是解决未来全球环境和能源问题的绿色方法,有望在解决上述问题中发挥重要作用。然而,由于半导体本身的光生电子-空穴对容易快速复合,从而限制了其在光催化应用。本文以常见的TiO2和g-C3N4两种半导体光催化剂为基体,从提高半导体的导电性和促进光生电子-空穴分离的角度出发,通过负载助催化剂对TiO2和g-C3N4进行设计和改性,结果表明,助催化剂的引入可以提高半导体的光生电子传输速率,抑制光生电子-空穴对的复合,从而有效改善光催化性能。本文主要研究内容与结果如下:（1）通过一种简便的水热/煅烧方法制备了具有锐钛矿/金红石异相结的TiO2纳米带,在光催化析氢反应和析氧反应中,以Pt和CoP分别作为还原和氧化助催化剂研究其光催化产氢和产氧性能,并实现了优异的全解水性能。在所制备的锐钛矿/金红石异相结的TiO2纳米带中,煅烧温度为900℃时的光解水性能最好。在Pt作为助催化剂时,TiO2纳米带-900℃的光解水产氢速率达5840 μmol g-1 h-1;在CoP作为助催化剂时,TiO2纳米带-900℃的光解水产氧速率达4100μmol g-1 h-1。锐钛矿/金红石的异相结构构建可以有效地促进电子从金红石转移到锐钛矿,然后转移到Pt,最后在Pt表面生成H2。同时,空穴可以从锐钛矿转移到金红石,然后转移到CoP,最后在CoP表面生成O2。（2）通过自组装的方法将Ti3C2 MXene量子点与g-C3N4纳米片组装构建g-C3N4@Ti3C2量子点复合材料。所制备的g-C3N4@Ti3C2量子点复合材料在Ti3C2量子点的负载量为5.5 wt%时,光解水产氢效率最高,达到5111.8μmol g-1h-1,分别是纯g-C3N4（196.8μmol g-1h-1）、Pt/g-C3N4（1896.4 μmol g-1 h-1）和 Ti3C2 MXene 纳米片/g-C3N4（524.3 μmol g-1 h-1）的 26、3 和10倍。一方面,Ti3C2量子点增加了 g-C3N4的比表面积并提高了活性位点的密度;另一方面,金属Ti3C2量子点具有出色的电子导电性,从而提高了载流子的传输效率,实现了高效的光解水产氢效率。（3）以高导电性的Ti3C2 MXene为基体原位生长TiO2纳米片,然后通过两步水热法将富含钼空位的MoS2均匀分布在TiO2@Ti3C2复合材料上制备了具有钼空位和双重助催化剂（Ti3C2和MoxS）的MoxS@TiO2@Ti3C2复合材料的独特结构。在最佳水热处理温度（160℃）下,MoxS@TiO2@Ti3C2复合材料的光催化制氢生成率比纯 TiO2纳米片和MoS2@TiO2@Ti3C2复合材料（160℃）高出接近193倍和6倍。一方面,通过向MoxS@TiO2@Ti3C2复合材料中的MoS2中引入钼空位,可以诱导产生大量具有提高氢气产生的活性位点,并且钼空位的存在可以抑制光生载流子的复合;另一方面,Ti3C2 MXene和MoS2的存在作为增强电子电导率的双重助催化剂,使电子转移效率提高,实现了高效的光解水产氢效率。（4）以高导电性的Ti3C2 MXene为基体原位生长TiO2纳米片,通过简单的两步水热法制备了具有独特的双金属助催化剂Ti3C2和1T相WS2纳米粒子的1T-WS2@TiO2@Ti3C2复合材料。所制备的双金属助催化剂Ti3C2和1T相WS2的1T-WS2@TiO2@Ti3C2复合材料在1T相WS2的负载量为15 wt%时,光解水的产氢效率最高,达到3409.8 μmol g-1 h-1,大约是纯TiO2纳米片的50倍。一方面,1T相WS2的加入增加了复合材料的比表面积,增加了提高氢气产生的活性位点的密度;另一方面,具有金属特性的Ti3C2和1T相WS2的存在,实现了高效的光生电子传输速率,有效抑制了光生电子-空穴对的复合,大大提高了光解水的产氢性能。
车慧楠[10]（2020）在《氮化碳基光催化剂的可控制备及其性能与机理研究》文中认为化石能源的短缺及其环境污染是全球关注的热点问题。氢能作为一种“零污染、零碳、能量密度高、环境友好、来源广”的可持续清洁能源之一在全球能源分配中扮演着重要角色。光催化技术由于可以利用自然界中的太阳能作为驱动力实现光催化分解水制氢和降解有机污染物,所以受到科研工作者的广泛关注。因此,为了将氢能作为可再生能源桥梁和高效的去除水中的有机污染物,迫切需要寻找一种廉价高效的光催化剂。近年来,石墨相氮化碳（g-C3N4）因具有来源广、仅由碳和氮两种元素组成、绿色环保、廉价易得、热稳定性和抗腐蚀性好、禁带宽度约为2.7 eV且还原能力强等优势受到了许多科研工作者的青睐。然而,单一的g-C3N4在光激发下,光生电子和空穴位于相同的3,s-三嗪环中（空穴位于N和电子位于C）,从而导致其光生电子-空穴很容易重新复合。此外,g-C3N4具有小的比表面积和低的太阳能利用率等缺点极大的限制了其在光催化领域的应用。因此,通过调控形貌、引入碳质媒介和设计给体-受体（Donor-Acceptor,D-A）共轭聚合物来抑制光生载流子的复合和提高光能利用率,进而提高g-C3N4的光催化分解水制氢和降解有机污染物性能具有重要的意义。本论文通过调控g-C3N4的形貌、构建碳质媒介耦合g-C3N4基异质结和g-C3N4基D-A共轭聚合物研究了能带结构、理化性质和光电性质等对光催化性能与机理的影响。本论文主要工作内容如下:1.不同形貌g-C3N4的可控制备及其增强光催化活性的行为机理研究（1）通过硝酸根离子（NO3-）插层氢键效应,我们首次制备了NO3-剥离超薄g-C3N4纳米片（ug-C3N4）。通过调控NO3-在g-C3N4插层间的浓度,实现了同时对g-C3N4纳米片厚度、能带结构、比表面积以及缺陷进行调控。与体相g-C3N4（bg-C3N4）相比,ug-C3N4不仅具有大的比表面积,而且拥有更多的缺陷加速光生载流子的分离和传输。同时,优化过后最佳的ug-C3N4-7可见光下光催化产氢(836.3μmol h-1 g-1)和降解2-巯基苯并噻唑（2-Mercaptobenzothiazole,MBT,84%,2 h）的效率约是bg-C3N4的4.0倍和1.75倍。（2）通过前驱体重整策略克服氢键作用,制备了管口闭合程度可调和具有空间电荷各向异性的g-C3N4微米管（mg-C3N4）。相比于bg-C3N4和ug-C3N4,mg-C3N4的光催化制氢速率明显提高。特别是mg-C3N4-24显示最好的光催化制氢活性(957.9μmol h-11 g-1),分别是bg-C3N4和ug-C3N4的18.72和3.77倍。此外,选择性光沉积实验结果揭示了载流子迁移行为,即光生电子迁移到外壳,空穴更倾向于迁移到mg-C3N4的内壳层,从而实现高效的空间电荷各向异性分离。2.碳质媒介耦合g-C3N4基复合材料的构建及光催化性能与机理研究（1）通过简单的水热法我们成功的制备了由酵母菌衍生的碳（Yeast-derived Carbon,YC）球作为电荷载流子传输桥梁修饰的2D/2D Cu2WS4/g-C3N4异质结。YC球的引入不仅有利于加速电荷传输,而且能够拓宽光吸收范围。YC球还可以增加比表面积和表面粗糙度来增强复合催化剂对污染物分子的吸附能力,这为光催化反应提供了丰富的活性位点。因此,g-C3N4/YC/Cu2WS4异质结光催化剂在可见光下降解六价铬Cr（Ⅵ）和四环素（Tetracycline,TC）显示出高效的光催化活性。同时,随着溶液中Cr（Ⅵ）向Cr（Ⅲ ）的转化,水生生物大型溞（D.magna）的急性毒性逐渐降低。此外,还对可能产生的中间产物和光催化反应机理进行了深入的探究。（2）通过简便的水热法成功制备了氮掺杂石墨烯量子点（Nitrogen-doped Graphene Quantum Dots,NGQDs）修饰的Z型g-C3N4/Bi2WO6异质结,大大提高了电子-空穴的分离效率和光的捕获能力。NGQDs修饰的Z型g-C3N4/Bi2WO6异质结在光催化降解各种抗生素中表现出良好的普遍性。在可见光照射下,NGQDs作为有效的活性位点和电子传输媒介显着的提高了光催化降解TC、环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）和土霉素（Oxytetracycline,OTC）活性。此外,利用电子自旋共振（ESR）技术和自由基捕获实验,我们发现NGQDs修饰的Z型g-C3N4/Bi2WO6异质结在光催化降解有机污染物过程中的主要活性物种是空穴,超氧自由基（·O2-）和羟基自由基（·OH）。（3）我们采用简易的热处理方法,制备了脲醛树脂碳化得到的氮掺杂碳（UFR-NC）丝带修饰g-C3N4纳米片。g-C3N4/UFR-NC复合材料不仅具有较大的比表面积、较好的结晶度和良好的稳定性,而且拥有高效的载流子分离效率。此外,g-C3N4/UFR-NC复合材料在可见光至近红外范围内均具有良好的光吸收性能,通过改变UFR-NC丝带的含量可以调节能带结构。相比之下,g-C3N4/UFR-NC0.02复合材料在可见光下展现出最高的光催化制氢活性(1686.4μmol h-1 g-1),这是三聚氰胺直接煅烧得到的g-C3N4-M和尿素直接煅烧得到的g-C3N4-U的54.75和6.51倍。此外,g-C3N4/UFR-NC0.02在波长等于475 nm和波长大于800 nm的近红外光下,光催化制氢活性也可以达到531.8μmol h-11 g-1和9.0μmol h-1 g-1。3.g-C3N4基D-A共轭聚合物的设计及其光催化分解水制氢性能与机理研究（1）通过三聚氰胺甲醛（Melamine Formaldehyde,MF）树脂与尿素共聚得到了具有多孔结构和大比表面积的新型g-C3N4-MFx D-A共轭聚合物。制备的g-C3N4-MFx D-A共轭聚合物不仅显示出高的光能利用率,而且具有优异的载流子的分离和传输性能。与纯g-C3N4相比,g-C3N4-MF100的比表面积明显增大和导带位置明显向上平移。相比于单一的g-C3N4,多孔g-C3N4-MF10000 D-A共轭聚合物具有最佳的光催化制氢性能(3612.65μmol h-11 g-1)。此外,g-C3N4-MF100 D-A共轭聚合物的表观量子效率达到8.6%（420 nm）。（2）以苯甲酰基异硫氰酸酯（Benzoyl Isothiocyanate,BI）为前驱体与尿素共聚制备了超薄的g-C3N4-BIx D-A共轭聚合物。超薄g-C3N4-BIx D-A共轭聚合物不仅能有效的抑制电荷反向复合而且能够拓宽光吸收范围。此外,与纯g-C3N4相比,超薄的g-C3N4-BIx D-A共轭聚合物具有更高的结晶度和更负的导带位置。瞬态吸收光谱也表明超薄的g-C3N4-BI400 D-A共轭聚合物有效的增强了载流子的正向转移能力。最终,相比于合成的其他样品,超薄g-C3N4-BI400 D-A共轭聚合物拥有最佳的光催化分解水制氢性能(5442.74μmol h-1 g-1)。且在420 nm和450nm处AQE达到了23.7%和7.0%,远远超过了之前报道的大多数g-C3N4基D-A共轭聚合物和超薄g-C3N4纳米片。
二、微波吸收法研究(ZnCd)S∶Cu发光材料光生载流子的衰减过程（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微波吸收法研究(ZnCd)S∶Cu发光材料光生载流子的衰减过程（论文提纲范文）
（1）垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 碳基能源储存与转化材料概述 |
| 1.2.1 传统碳基能源储存与转化材料 |
| 1.2.2 低维度碳纳米能源储存与转化材料 |
| 1.2.3 取向性碳纳米材料 |
| 1.3 能源储存与转化材料中的能质传递机理 |
| 1.3.1 电子传递强化基本策略 |
| 1.3.2 离子输运与固液界面静电吸附机理 |
| 1.3.3 纳米尺度下的界面能质传递过程 |
| 1.4 能质传递过程中的边缘效应 |
| 1.4.1 垂直取向石墨烯的边缘结构调控 |
| 1.4.2 边缘效应及能源储存与转化应用 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 2 实验和数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与仪器设备 |
| 2.3 材料表征分析 |
| 2.3.1 形貌结构分析 |
| 2.3.2 材料构成分析 |
| 2.3.3 表面光电特性分析 |
| 2.3.4 电化学石英晶体微天平分析 |
| 2.4 性能评价分析 |
| 2.4.1 光催化水裂解制氢性能评价系统 |
| 2.4.2 超级电容储能性能测试及应用平台 |
| 2.5 数值计算方法 |
| 2.5.1 分子动力学模拟简介 |
| 2.5.2 密度泛函理论计算简介 |
| 2.5.3 建模、模拟软件及相关数据后处理方法 |
| 3 垂直取向石墨烯边缘调控及能质传递强化机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 垂直取向石墨烯的PECVD制备与边缘生长调控 |
| 3.2.1 等离子体源的选择 |
| 3.2.2 生长基底的选择 |
| 3.2.3 垂直取向石墨烯边缘生长调控方法 |
| 3.3 垂直取向石墨烯边缘形貌结构研究 |
| 3.3.1 垂直取向石墨烯边缘形貌结构表征 |
| 3.3.2 PECVD法制备垂直取向石墨烯的基底适应性分析 |
| 3.3.3 垂直取向石墨烯边缘生长模式与密度调控研究 |
| 3.4 垂直取向石墨烯光学与光电响应特性 |
| 3.4.1 垂直取向石墨烯光吸收性能研究 |
| 3.4.2 垂直取向石墨烯光电响应行为研究 |
| 3.4.3 石墨烯边缘光电场时域有限差分模拟 |
| 3.5 垂直取向石墨烯边缘电子结构与光诱导电场增强效应 |
| 3.5.1 密度泛函理论模拟研究 |
| 3.5.2 扫描开尔文探针显微表征 |
| 3.5.3 近场光诱导力显微表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 边缘光激发载流子分离强化及光催化制氢研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GCN/NVG复合结构设计与限域制备 |
| 4.2.1 目标结构设计 |
| 4.2.2 基于垂直取向石墨烯的石墨相氮化碳限域制备 |
| 4.3 材料表征与分析 |
| 4.3.1 微观形貌与结构表征 |
| 4.3.2 光学性质与表面浸润性表征 |
| 4.4 光催化裂解水制氢性能表征 |
| 4.4.1 固载式光催化试验体系 |
| 4.4.2 光催化活性与表观量子产率 |
| 4.5 GCN/NVG复合结构中载流子动力学特征研究 |
| 4.5.1 GCN/NVG复合材料电子结构 |
| 4.5.2 光激发载流子分离强化研究 |
| 4.5.3 垂直取向石墨烯促进光催化机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 边缘固液界面相平衡结构优化及电容去离子研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电容去离子技术概述 |
| 5.2.1 技术背景 |
| 5.2.2 性能指标 |
| 5.2.3 电极材料 |
| 5.2.4 共离子效应与电荷效率 |
| 5.2.5 太阳光驱动/促进电容去离子相关研究 |
| 5.3 光促进电容去离子性能研究 |
| 5.3.1 电极制备与电容去离子试验系统 |
| 5.3.2 电极微观形貌表征 |
| 5.3.3 电化学性能测试 |
| 5.3.4 光照吸脱附性能测试 |
| 5.4 光照促进电容去离子机理研究 |
| 5.4.1 基于光诱导力显微的边缘电场探测 |
| 5.4.2 基于分子动力学模拟的固液界面相平衡结构研究 |
| 5.4.3 基于电化学石英晶体微天平的离子输运行为研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 适应室温离子液体的富边缘电极构筑及滤波电容储能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 富边缘石墨烯泡沫电极制备与表征 |
| 6.2.1 富边缘石墨烯泡沫电极制备 |
| 6.2.2 电极微观形貌与结构表征 |
| 6.3 混合离子液体电解液性能表征 |
| 6.3.1 混合离子液体电解液配制 |
| 6.3.2 电解液物性表征 |
| 6.4 基于混合室温离子液体电解质的石墨烯泡沫储能性能 |
| 6.4.1 电化学表征方法 |
| 6.4.2 垂直取向石墨烯泡沫形貌对储能性能的影响 |
| 6.4.3 基于垂直取向石墨烯泡沫的交流滤波应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（2）离子液体辅助制备Cu-In-Zn-S和CsPbX3纳米晶及其荧光性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 半导体纳米晶的概述 |
| 1.1.1 半导体纳米晶的定义与基本性质 |
| 1.1.2 半导体纳米晶的发展历程 |
| 1.1.3 半导体纳米晶的分类及光学特点 |
| 1.2 I-III-VI族多元半导体纳米晶 |
| 1.2.1 I-III-VI族半导体纳米晶的基本性质 |
| 1.2.2 I-III-VI族纳米晶的制备 |
| 1.2.3 I-III-VI族纳米晶在照明显示领域的应用 |
| 1.3 铅卤钙钛矿纳米晶 |
| 1.3.1 铅卤钙钛矿矿纳米晶的性质 |
| 1.3.2 铅卤钙钛矿矿纳米晶的合成方法 |
| 1.3.3 铅卤钙钛矿矿纳米晶的稳定性改善 |
| 1.3.4 铅卤钙钛矿纳米晶的光电应用 |
| 1.4 离子液体 |
| 1.4.1 离子液体的概述 |
| 1.4.2 离子液体的特性 |
| 1.4.3 离子液体的应用 |
| 1.5 本论文的研究意义及目的 |
| 1.6 本论文的研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验主要的化学药品及试剂 |
| 2.2 制备方法 |
| 2.2.1 离子液体辅助水热法制备Cu-In-Zn-S纳米晶 |
| 2.2.2 过饱和重结晶法制备CsPbBr_3钙钛矿纳米晶 |
| 2.2.3 CsPbX_3@SiO_2纳米晶的制备 |
| 2.2.4 白光LED器件的组装 |
| 2.3 测试与表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 透射电子显微镜 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱 |
| 2.3.4 傅里叶转换红外光谱仪 |
| 2.3.5 光致发光光谱 |
| 2.3.6 紫外-可见分光光度计 |
| 2.3.7 紫外光电子能谱 |
| 2.3.8 时间分辨荧光光谱 |
| 2.3.9 荧光量子产率 |
| 2.3.10 变温荧光光谱 |
| 2.3.11 电致发光光谱 |
| 3 离子液体辅助水热法制备Cu-In-Zn-S纳米晶及其荧光性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 反应温度对CIZS纳米晶的影响 |
| 3.3.2 反应时间对CIZS纳米晶的影响 |
| 3.3.3 离子液体[Mim]BF_4添加量对CIZS纳米晶的影响 |
| 3.3.4 [Mim]BF_4与CIZS纳米晶的作用机理探究 |
| 3.3.5 氟源种类对CIZS纳米晶的影响 |
| 3.3.6 金属离子比例对CIZS纳米晶的影响 |
| 3.3.7 CIZS/ZnS核/壳结构纳米晶的荧光性能研究 |
| 3.3.8 CIZS/ZnS/PVP复合荧光粉的荧光性能研究 |
| 3.3.9 CIZS/ZnS/PVP复合荧光粉在白光LED中的应用研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 离子液体辅助过饱和重结晶法制备CsPbBr_3纳米晶及其荧光性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制备过程 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Pb/Cs比对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 4.3.2 离子液体[Bmim]Br添加量对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 4.3.3 CsPbBr_3纳米晶的稳定性研究 |
| 4.3.4 离子液体[Bmim]Br对CsPbBr_3纳米晶的表面钝化机理研究 |
| 4.3.5 阳离子浓度对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 4.3.6 配体添加量对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 4.3.7 阴离子组分对CsPbX_3纳米晶的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 含氟酸根离子液体原位钝化CsPbBr_3纳米晶表面缺陷及其机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 制备过程 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 [Bmim]BF_4添加量对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 5.3.2 [Bmim]BF_4原位钝化CsPbBr_3纳米晶的机理研究 |
| 5.3.3 离子液体的阳离子链长及添加量对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 5.3.4 氟源类型对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 5.3.5 前驱体与反溶剂体积比对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 5.3.6 OA添加量对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 5.3.7 OAm添加量对CsPbBr_3纳米晶的影响 |
| 5.3.8 CsPbBr_3纳米晶的稳定性研究 |
| 5.3.9 CsPbBr_3纳米晶在白光LED中的应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 离子液体辅助制备CsPbX_3@SiO_2纳米晶及其荧光性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 制备过程 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 APTES添加量对CsPbBr_3@SiO_2纳米晶的影响 |
| 6.3.2 反应时间对CsPbBr_3@SiO_2纳米晶的影响 |
| 6.3.3 APTES引入方式对CsPbBr_3@SiO_2纳米晶的影响 |
| 6.3.4 APTES与CsPbBr_3@SiO_2纳米晶作用机理研究 |
| 6.3.5 离子液体对CsPbBr_3@SiO_2纳米晶的影响 |
| 6.3.6 CsPbBr_3@SiO_2纳米晶的稳定性研究 |
| 6.3.7 CsPbX_3@SiO_2纳米晶的荧光性能研究 |
| 6.3.8 CsPbBr_3@SiO_2纳米晶在白光LED中的应用 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
（3）卤化钙钛矿基高效催化剂的可控制备及其光催化CO2还原性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光催化还原CO_2 |
| 1.2.1 半导体光催化还原CO_2原理 |
| 1.2.2 半导体光催化还原CO_2性能改善方案 |
| 1.3 金属卤化钙钛矿光催化还原CO_2 |
| 1.3.1 金属卤化钙钛矿材料 |
| 1.3.2 金属卤化钙钛矿材料光催化还原CO_2研究进展 |
| 1.4 论文的选题依据和主要研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验仪器与设备 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 透射电子显微镜 |
| 2.3.2 原子力显微镜 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜 |
| 2.3.4 智能X射线衍射 |
| 2.3.5 紫外可见光谱 |
| 2.3.6 红外吸收光谱 |
| 2.3.7 拉曼光谱 |
| 2.3.8 Zeta电位 |
| 2.3.9 X射线光电子能谱 |
| 2.3.10 紫外光电子能谱 |
| 2.3.11 光致发光光谱 |
| 2.3.12 时间分辨发光光谱 |
| 2.3.13 时间分辨共聚焦荧光显微成像 |
| 2.3.14 纳秒瞬态吸收光谱 |
| 2.3.15 电化学表征 |
| 2.3.16 光催化表征 |
| 第三章 Co-CsPbBr_3/Cs_4PbBr_6纳米晶的制备及其在纯水中光催化还原CO_2的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品合成与表征 |
| 3.2.1 CsBr和 PbBr_2前驱体溶液的制备 |
| 3.2.2 水溶性CsPbBr_3/Cs_4PbBr_6纳米晶的制备 |
| 3.2.3 水溶性Co-CsPbBr_3/Cs_4PbBr_6纳米晶的制备 |
| 3.2.4 水溶性Ni或 Fe-CsPbBr_3/Cs_4PbBr_6纳米晶的制备 |
| 3.2.5 吸附Co~(2+)的CsPbBr_3/Cs_4PbBr_6纳米晶的制备 |
| 3.2.6 材料形貌及物理化学性能表征 |
| 3.2.7 光催化CO_2还原性能表征 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌结构与成分表征 |
| 3.3.2 热力学性质评估 |
| 3.3.3 光催化性能表征 |
| 3.3.4 电荷转移动力学表征 |
| 3.3.5 光催化反应机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超薄小尺寸氧化石墨烯构建CsPbBr_3基Z-型异质结用于高效光催化还原CO_2的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品合成与表征 |
| 4.2.1 CsPbBr_3纳米晶的制备 |
| 4.2.2 超薄小尺寸氧化石墨烯的制备 |
| 4.2.3 Fe_3O_4纳米晶的制备 |
| 4.2.4 USGO/α-Fe_2O_3复合物的制备 |
| 4.2.5 CsPbBr_3/USGO/α-Fe_2O_3 Z-型异质结的制备 |
| 4.2.6 CsPbBr_3:α-Fe_2O_3复合物的制备 |
| 4.2.7 材料形貌及物理化学性能表征 |
| 4.2.8 光催化CO_2还原性能表征 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 形貌结构与成分表征 |
| 4.3.2 热力学性质评估 |
| 4.3.3 电荷转移动力学表征 |
| 4.3.4 光催化性能表征 |
| 4.3.5 Z-型电荷转移机制分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 LF-FAPbBr_3/α-Fe_2O_3直接Z-型异质结的构建及其用于人工光合作用的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品合成与表征 |
| 5.2.1 L-FAPbBr_3纳米晶的制备 |
| 5.2.2 α-Fe_2O_3纳米晶的制备 |
| 5.2.3 L-FAPbBr_3/α-Fe_2O_3复合物的制备 |
| 5.2.4 LF-FAPbBr_3纳米晶的制备 |
| 5.2.5 LF-FAPbBr_3/α-Fe_2O_3直接Z-型异质结的制备 |
| 5.2.6 材料形貌及物理化学性能表征 |
| 5.2.7 光催化还原CO_2性能表征 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 形貌结构与成分表征 |
| 5.3.2 热力学性质评估 |
| 5.3.3 Z-型电荷转移机制证明 |
| 5.3.4 电荷转移动力学表征 |
| 5.3.5 光催化性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 新型3D朱樱花状无配体CsPbBr_3纳米花用于高效人工光合作用的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 配体封端的CsPbBr_3纳米晶的制备(L-CPB NCs) |
| 6.2.2 无配体CsPbBr_3块材的制备(LF-CPB bulks) |
| 6.2.3 朱樱花状无配体CsPbBr_3纳米花的制备(LF-CPB NFs) |
| 6.2.4 LF-CPB NFs/TCPP(Fe)复合材料的制备 |
| 6.2.5 材料形貌及物理化学性能表征 |
| 6.2.6 光催化CO_2还原性能表征 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 LF-CPB NFs的形貌与结构表征 |
| 6.3.2 LF-CPB NFs的光物理信息表征 |
| 6.3.3 LF-CPB NFs光催化性能表征 |
| 6.3.4 LF-CPB NFs光谱动力学分析 |
| 6.3.5 LF-CPB NFs/TCPP(Fe)的成分和结构表征 |
| 6.3.6 LF-CPB NFs/TCPP(Fe)的电荷转移动力学分析 |
| 6.3.7 LF-CPB NFs/TCPP(Fe)的光催化性能表征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）金属硫化物基复合光催化剂去除水系污染物的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 水环境污染现状 |
| 1.1.1 重金属离子污染 |
| 1.1.2 抗生素污染 |
| 1.1.3 染料污染物 |
| 1.2 光催化简述 |
| 1.2.1 光催化技术的原理 |
| 1.2.2 光催化分解水制氢 |
| 1.2.3 光催化还原二氧化碳 |
| 1.2.4 光催化环境保护 |
| 1.2.5 光催化灭菌 |
| 1.2.6 光催化降解有机污染物 |
| 1.2.7 光催化还原重金属Cr(VI) |
| 1.3 金属硫化物光催化剂研究进展 |
| 1.3.1 二硫化钼光催化剂 |
| 1.3.2 硫化镉光催化剂 |
| 1.3.3 硫化锌光催化剂 |
| 1.4 论文选题依据与研究内容 |
| 1.4.1 论文选题依据 |
| 1.4.2 论文研究内容 |
| 第二章 MoS_2形貌可控的制备及其光催化还原Cr(VI)的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 不同形貌MoS_2的制备 |
| 2.2.2 光催化剂的表征测试条件 |
| 2.2.3 光催化剂活性测试条件 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 MoS_2物质结构与光学性质分析 |
| 2.3.2 不同形貌MoS_2光催化活性评估 |
| 2.3.3 MoS_2光催化还原Cr(VI)机理的研究 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 一步水热法制备SrMoO_4/MoS_2复合材料及其用于光还原去除Cr(VI)的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 SrMoO_4/MoS_2复合材料的制备 |
| 3.2.2 光催化剂的表征测试条件 |
| 3.2.3 光催化剂的活性测试条件 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 SrMoO_4/MoS_2物质结构和光学性质分析 |
| 3.3.2 SrMoO_4/MoS_2复合材料光催化活性评估 |
| 3.3.3 SrMoO_4/MoS_2复合光催剂还原Cr(VI)机理研究 |
| 3.4 总结 |
| 第四章 L-半胱氨酸辅助Cu_2S纳米粒子在MoS_2纳米片上原位生长及其光还原Cr(VI)活性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Cu_2S-MoS_2光催化剂的制备 |
| 4.2.2 光催化剂的表征测试条件 |
| 4.2.3 光催化剂的活性测试条件 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Cu_2S/MoS_2异质结构的形成机理 |
| 4.3.2 Cu_2S/MoS_2光催化剂结构和光学性质分析 |
| 4.3.3 Cu_2S/MoS_2光催化剂活性评估 |
| 4.3.4 Cu_2S/MoS_2异质结光还原Cr(VI)机理研究 |
| 4.3.5 Cu_2S/MoS_2异质结光催化剂制备策略的拓展 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 一步水热法制备具有优异可见光催化性能的ZnS/ZnO复合材料 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 ZnS/ZnO的制备 |
| 5.2.2 光催化剂的表征测试条件 |
| 5.2.3 光催化剂的活性测试条件 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 ZnS/ZnO光催化剂结构分析 |
| 5.3.2 ZnS/ZnO复合光催化剂的活性评估 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 S机制Bi_2S_3/CdS异质结光催化剂的构建及其去除环境污染物的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 Bi_2S_3/CdS异质结的制备 |
| 6.2.2 光催化剂的表征测试条件 |
| 6.2.3 光催化剂的活性测试条件 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 Bi_2S_3/CdS光催化剂的结构和光学性质分析 |
| 6.3.2 Bi_2S_3/CdS光催化剂活性评估 |
| 6.3.3 Bi_2S_3/CdS光催化剂还原/氧化机理研究 |
| 6.4 总结 |
| 第七章 结论与创新点 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文创新点及意义 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）类石墨相氮化碳上过渡金属析氢位点的构筑及光催化产氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化制氢 |
| 1.3 类石墨相氮化碳 |
| 1.3.1 类石墨相氮化碳简介 |
| 1.3.2 类石墨相氮化碳的合成方法 |
| 1.3.3 类石墨相氮化碳改性方法 |
| 1.4 分子催化剂 |
| 1.4.1 氢化酶简介 |
| 1.4.2 人工氢化酶模拟物 |
| 1.4.3 分子催化剂在光催化产氢方面的应用 |
| 1.5 选题思路及主要研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
| 2.3.2 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.3 X射线衍射谱(XRD) |
| 2.3.4 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) |
| 2.3.5 元素分析(EA) |
| 2.3.6 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.7 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.8 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS) |
| 2.3.9 荧光光谱(PL) |
| 2.4 密度泛函理论计算 |
| 2.5 光电化学性能测试 |
| 2.6 光催化产氢性能测试 |
| 2.6.1 光催化产氢装置 |
| 2.6.2 光催化产氢测试方法 |
| 2.6.3 光催化产氢性能评价方法 |
| 第三章 类石墨相氮化碳上原位生长钴分子助催化剂用于可见光催化产氢 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品的制备 |
| 3.2.2 样品的表征测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品的物相结构和表面化学组成 |
| 3.3.2 样品的微观形貌 |
| 3.3.3 样品的光学性质 |
| 3.3.4 样品的光电化学性能 |
| 3.3.5 样品的光催化产氢性能 |
| 3.3.6 光催化产氢机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 类石墨相氮化碳/镍分子催化剂/氧化镍三元复合材料用于光催化产氢 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.2.2 样品的表征测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 样品的物相结构和表面化学组成 |
| 4.3.2 样品的微观形貌 |
| 4.3.3 样品的光催化产氢性能 |
| 4.3.4 样品的光学性质 |
| 4.3.5 样品的光电化学性能 |
| 4.3.6 光催化产氢机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 类石墨相氮化碳表面通过壳聚糖锚定镍分子助催化剂用于可见光催化产氢 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 样品的制备 |
| 5.2.2 样品的表征测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 样品的物相结构和表面化学组成 |
| 5.3.2 样品的微观形貌 |
| 5.3.3 样品的光催化产氢性能 |
| 5.3.4 样品的光学性质 |
| 5.3.5 样品的光电化学性能 |
| 5.3.6 光催化产氢机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 碳纳米管掺杂的类石墨相氮化碳共价接枝铜分子助催化剂用于光催化产氢 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 样品的制备 |
| 6.2.2 样品的表征测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 样品的物相结构和表面化学组成 |
| 6.3.2 样品的微观形貌 |
| 6.3.3 样品的光催化产氢性能 |
| 6.3.4 样品的光学性质 |
| 6.3.5 样品的光电化学性能 |
| 6.3.6 光催化产氢机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 本文的创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）ZnO基纳米阵列光阳极的构建与光电水分解应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 PEC水分解系统 |
| 1.2.1 PEC水分解系统的基本结构和工作原理 |
| 1.2.2 半导体/电解液界面能带弯曲 |
| 1.2.3 半导体电极中电荷转移行为 |
| 1.3 PEC水分解系统的主要性能参数 |
| 1.4 几种常见的光电极材料的发展研究 |
| 1.4.1 常见的光阴极材料 |
| 1.4.2 常见的光阳极材料 |
| 1.5 ZnO半导体材料 |
| 1.5.1 ZnO的基本结构性质和相关用途 |
| 1.5.2 改善ZnO光阳极PEC性能的常见方法 |
| 1.6 本论文选题意义和研究内容 |
| 1.7 参考文献 |
| 第二章 p-n型异质结和氧空位修饰的ZnO NRs光阳极光电水氧化性能的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要化学试剂 |
| 2.2.2 ZnO纳米棒(NRs)阵列光阳极的制备 |
| 2.2.3 CoO_x/ZnO NRs光阳极的制备 |
| 2.2.4 O_v-CoO_x/ZnO NRs光阳极的制备 |
| 2.2.5 CoO_x光阳极的制备 |
| 2.2.6 样品物性表征 |
| 2.2.6.1 样品表面微观形貌和元素分布分析 |
| 2.2.6.2 样品的晶体结构和表面化学组成分析 |
| 2.2.6.3 样品的光学性能表征 |
| 2.2.7 样品光电化学性能表征 |
| 2.2.7.1 仪器设备 |
| 2.2.7.2 测试条件及参数设置 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 O_v-CoO_x/ZnO NRs光阳极的制备流程 |
| 2.3.2 O_v-CoO_x/ZnO NRs光阳极的形貌、结构及表面化学组成分析 |
| 2.3.3 O_v-CoO_x/ZnO NRs光阳极的光学性能表征 |
| 2.3.4 O_v-CoO_x/ZnO NRs光阳极的光电化学性能测试 |
| 2.3.5 O_v-CoO_x/ZnO NRs光阳极的PEC活性来源分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 竹笋状FeVO_4 钝化的ZnO NRs光阳极光电水氧化性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要化学试剂 |
| 3.2.2 ZnO NRs和 FVO/ZnO NRs光阳极的制备 |
| 3.2.3 FeVO_4光阳极的制备 |
| 3.2.4 样品物性表征 |
| 3.2.4.1 样品表面微观形貌和元素分布分析 |
| 3.2.4.2 样品的晶体结构和表面化学组成分析 |
| 3.2.4.3 样品的光学性能表征 |
| 3.2.5 .样品光电化学性能表征 |
| 3.2.5.1 仪器设备 |
| 3.2.5.2 测试条件及参数设置 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 FVO/ZnO NRs光阳极的制备流程及形貌结构和物相分析 |
| 3.3.2 FVO/ZnO NRs光阳极的光学性能表征 |
| 3.3.3 FVO/ZnO NRs光阳极的表面化学组成分析 |
| 3.3.4 FVO/ZnO NRs光阳极的光电化学性能测试 |
| 3.3.5 FVO/ZnO NRs光阳极的PEC活性来源分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 钙钛矿和层状双氢氧化物包裹的ZnO NRs光阳极水氧化性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 主要化学试剂 |
| 4.2.2 钙钛矿型氧化物LaFeO_3粉末样品的制备 |
| 4.2.3 ZnO NRs和 LFO/ZnO NRs光阳极的制备 |
| 4.2.4 LDH/LFO/ZnO NRs光阳极的制备 |
| 4.2.5 样品物性表征 |
| 4.2.5.1 样品表面微观形貌和元素分布分析 |
| 4.2.5.2 样品的晶体结构和表面化学组成分析 |
| 4.2.5.3 样品的光学性能表征 |
| 4.2.6 样品光电化学性能表征 |
| 4.2.6.1 仪器设备 |
| 4.2.6.2 测试条件及参数设置 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 LDH/LFO/ZnO NRs光阳极的制备流程和形貌结构 |
| 4.3.2 LDH/LFO/ZnO NRs光阳极的物相及化学组成分析 |
| 4.3.3 LDH/LFO/ZnO NRs光阳极的光学性能表征 |
| 4.3.4 LDH/LFO/ZnO NRs光阳极的光电化学性能测试 |
| 4.3.5 LDH/LFO/ZnO NRs光阳极的PEC活性来源分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 在学期间研究成果 |
| 致谢 |
（7）氮化物助催化剂促进Zn0.5Cd0.5S可见光光解水制氢性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光催化产氢 |
| 1.2.1 半导体光催化产氢的发展 |
| 1.2.2 半导体光催化产氢的机理 |
| 1.3 Zn_xCd_(1-x)S光催化产氢 |
| 1.3.1 CdS和ZnS的优缺点 |
| 1.3.2 Zn_xCd_(1-x)S固溶体的制备 |
| 1.4 氮化物的应用 |
| 1.4.1 氮化碳的发展与制备 |
| 1.4.2 过渡金属氮化物的发展与制备 |
| 1.5 选题依据和意义以及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题目的和意义 |
| 1.5.2 本文的主要研究内容 |
| 第二章 Co_3N/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合催化剂的制备及其光催化产氢性能的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验表征 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.3.1 Zn_(0.5)Cd_(0.5)S纳米粒子的合成 |
| 2.3.2 Co_3N纳米粒子的合成 |
| 2.3.3 简单混合法合成Co_3N/ZCS复合物 |
| 2.4 光催化产氢性能测试 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 样品的表征 |
| 2.5.2 ZCS，Co_3N和Co_3N/ZCS复合催化剂光电化学表征 |
| 2.5.3 光催化机理的探讨 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 Ni_xN/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合催化剂的制备及其光催化产氢性能的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.3 实验步骤 |
| 3.3.1 Zn_(0.5)Cd_(0.5)S (ZCS)的合成 |
| 3.3.2 Ni_xN的合成 |
| 3.3.3 Ni_xN/ZCS的制备 |
| 3.4 光催化产氢性能测试 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 样品的表征 |
| 3.5.2 样品的光电化学性能测试 |
| 3.5.3 光催化反应的机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 M_xN(M=Fe,W)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合催化剂的制备及其光催化产氢性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.3 实验步骤 |
| 4.3.1 Zn_(0.5)Cd_(0.5)S纳米棒的合成 |
| 4.3.2 Ni_3N和Fe_3N纳米粒子的合成 |
| 4.3.3 W_2N纳米粒子的合成 |
| 4.3.4 催化剂复合物的制备 |
| 4.4 光催化产氢性能测试 |
| 4.5 结果与表征 |
| 4.5.1 样品的表征 |
| 4.5.2 电催化性能的研究 |
| 4.5.3 产氢性能研究 |
| 4.5.4 光催化机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 g-C_3N_5/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合催化剂的制备及其光催化产氢性能的研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.3 实验步骤 |
| 5.3.1 Zn_(0.5)Cd_(0.5)S (ZCS)纳米棒的合成 |
| 5.3.2 g-C_3N_5微米片的合成 |
| 5.3.3 CN/ZCS复合物的制备 |
| 5.4 光催化产氢性能测试 |
| 5.5 结果与讨论 |
| 5.5.1 样品的表征 |
| 5.5.2 样品的光电化学性能测试 |
| 5.5.3 光催化机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表的论文及着作情况 |
（8）Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点基光催化剂的尺寸选择性制备及制氢应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 光催化反应简介 |
| 1.1.2 常见光催化剂概述 |
| 1.1.3 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族硫化物光催化剂 |
| 1.2 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点光催化剂 |
| 1.2.1 量子点简介 |
| 1.2.2 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点的制备 |
| 1.2.3 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点光催化应用 |
| 1.3 量子点分离研究现状 |
| 1.4 本论文的研究目的和主要内容 |
| 第2章 通过尺寸选择和电化学发光相结合提取高品质量子点光催化剂 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.2.2 Ag-In-Zn-S量子点的合成及尺寸选择分离 |
| 2.2.3 Ag-In-Zn-S量子点的表征 |
| 2.2.4 光催化性能评估 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Ag-In-Zn-S量子点的形态、结构和光学特性 |
| 2.3.2 分离后Ag-In-Zn-S量子点的电化学发光 |
| 2.3.3 分离后Ag-In-Zn-S量子点的光催化性能 |
| 2.3.4 分离后Ag-In-Zn-S-2 量子点的光催化性能与电化学发光 |
| 2.3.5 Ag-In-Zn-S和 Ag-In-Zn-S-2量子点的比较 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 尺寸分离Ag-In-Zn-S量子点/NiS_2复合光催化剂的制备及制氢应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂及仪器 |
| 3.2.2 Ag-In-Zn-S量子点/NiS_2的合成 |
| 3.2.3 s-Ag-In-Zn-S量子点/NiS_2的表征 |
| 3.2.4 光催化性能评估 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 s-Ag-In-Zn-S量子点/NiS_2的形貌和结构 |
| 3.3.2 s-Ag-In-Zn-S量子点/NiS_2的光学性质 |
| 3.3.3 s-Ag-In-Zn-S量子点/NiS_2的光催化性能 |
| 3.3.4 s-Ag-In-Zn-S量子点/NiS_2的光催化反应稳定性 |
| 3.3.5 s-Ag-In-Zn-S量子点/NiS_2的光催化产氢机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 原位合成Cu-In-Zn-S/碳点复合光催化剂的尺寸选择分离及制氢应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂及仪器 |
| 4.2.2 Cu-In-Zn-S/碳点的合成及尺寸选择分离 |
| 4.2.3 Cu-In-Zn-S/碳点的表征 |
| 4.2.4 光催化性能评估 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Cu-In-Zn-S/碳点的结构及光学性质 |
| 4.3.2 分离后Cu-In-Zn-S/碳点的结构及光学性质 |
| 4.3.3 Cu-In-Zn-S/碳点的光催化产氢活性 |
| 4.3.4 Cu-In-Zn-S/碳点的光催化稳定性 |
| 4.3.5 Cu-In-Zn-S/碳点的产氢机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间主要的科研成果 |
| 附录 |
| 附录 A 中英文符号对照表 |
| 附录 B 中英文缩写对照表 |
（9）助催化剂增强TiO2和g-C3N4光催化产氢体系设计及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光催化分解水技术 |
| 1.3 TiO_2半导体光催化剂 |
| 1.4 g-C_3N_4光催化剂 |
| 1.5 选题意义及研究内容 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 3 Pt和CoP作为助催化剂用于改善TiO_2纳米带的光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 锐钛/金红石异相结TiO_2纳米带的制备 |
| 3.3 锐钛/金红石异相结TiO_2纳米带的物相与微观结构表征 |
| 3.4 锐钛/金红石异相结TiO_2纳米带的光催化性能表 |
| 3.5 锐钛/金红石异相结TiO_2纳米带光解水机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 Ti_3C_2 MXene量子点作为助催化剂用于改善g-C_3N_4的光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 g-C_3N_4@Ti_3C_2 QDs复合材料的制备 |
| 4.3 g-C_3N_4@Ti_3C_2 QDs复合材料的物相与微观结构表征 |
| 4.4 g-C_3N_4@Ti_3C_2 QDs复合材料的光催化性能表征 |
| 4.5 g-C_3N_4@Ti_3C_2 QDs复合材料的光解水机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 Ti_3C_2 MXene和缺陷MoS_2作为助催化剂用于改善TiO_2纳米片的光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 缺陷MoS_2@TiO_2@Ti_3C_2复合材料的制备 |
| 5.3 缺陷MoS_2@TiO_2@Ti_3C_2复合材料的物相与微观结构表征 |
| 5.4 缺陷MoS_2@TiO_2@Ti_3C_2复合材料的光催化性能表征 |
| 5.5 缺陷MoS_2@TiO_2@Ti_3C_2复合材料的光解水机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 Ti_3C_2 MXene和1T相WS_2作为助催化剂用于改善TiO_2纳米片的光催化性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 1T相WS_2@TiO_2@Ti_3C_2复合材料的制备 |
| 6.3 1T-WS_2@TiO_2@Ti_3C_2复合材料的物相与微观结构表征 |
| 6.4 1T-WS_2@TiO_2@Ti_3C_2复合材料的光催化性能表征 |
| 6.5 1T相WS_2@TiO_2@Ti_3C_2复合材料的光催化分解水机理 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论、创新点与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（10）氮化碳基光催化剂的可控制备及其性能与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究目的和意义 |
| 1.2 光催化制氢/降解的基本原理 |
| 1.3 g-C_3N_4 光催化剂的发展 |
| 1.4 提高g-C_3N_4 光催化剂活性的策略 |
| 1.4.1 形貌调控 |
| 1.4.2 元素掺杂 |
| 1.4.3 构建异质结 |
| 1.4.4 共聚作用 |
| 1.5 选题来源、选题依据与课题研究内容 |
| 1.5.1 选题来源 |
| 1.5.2 选题依据 |
| 1.5.3 课题研究内容 |
| 第二章 不同形貌g-C_3N_4 的可控制备及其增强光催化活性的行为机理研究 |
| 2.1 超薄g-C_3N_4 纳米片的制备及其光催化分解水制氢性能与机理研究 |
| 2.1.1 引言 |
| 2.1.2 实验部分 |
| 2.1.3 结果与讨论 |
| 2.2 g-C_3N_4 微米管的制备及其光催化分解水制氢性能与机理研究 |
| 2.2.1 引言 |
| 2.2.2 实验部分 |
| 2.2.3 结果与讨论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 碳质媒介耦合g-C_3N_4 基复合材料的构建及其光催化性能与机理研究 |
| 3.1 酵母菌衍生的碳球修饰2D/2DCu_2WS_4/g-C_3N_4 异质结光催化剂的制备及其光降解有机污染物性能与机理研究 |
| 3.1.1 引言 |
| 3.1.2 实验部分 |
| 3.1.3 结果与讨论 |
| 3.2 NGQDs修饰的Z型g-C_3N_4/Bi_2WO_6 异质结光催化剂的制备及其光降解有机污染物的性能与机理研究 |
| 3.2.1 引言 |
| 3.2.2 实验部分 |
| 3.2.3 结果与讨论 |
| 3.3 脲醛树脂衍生的氮掺杂碳纳米丝带修饰的g-C_3N_4基异质结光催化剂的制备及其光催化制氢性能与机理研究 |
| 3.3.1 引言 |
| 3.3.2 实验部分 |
| 3.3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 g-C_3N_4基D-A共轭聚合物的设计及其光催化制氢性能与机理研究 |
| 4.1 g-C_3N_4-MFx D-A共轭聚合物的设计及其光催化制氢性能与机理研究 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 实验部分 |
| 4.1.3 结果与讨论 |
| 4.2 超薄g-C_3N_4-BI_x D-A共轭聚物的设计及光催化制氢性能与机理研究 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 实验部分 |
| 4.2.3 结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论/创新点及进一步工作建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 进一步工作建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间的主要研究成果 |
| 附录 |
| 附录A 中英文符号对照表 |
| 附录B 中英文缩写对照表 |
四、微波吸收法研究(ZnCd)S∶Cu发光材料光生载流子的衰减过程（论文参考文献）
- [1]垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用[D]. 徐晨轩. 浙江大学, 2021(01)
- [2]离子液体辅助制备Cu-In-Zn-S和CsPbX3纳米晶及其荧光性能研究[D]. 徐彦乔. 景德镇陶瓷大学, 2021(11)
- [3]卤化钙钛矿基高效催化剂的可控制备及其光催化CO2还原性能研究[D]. 穆延飞. 天津理工大学, 2021(08)
- [4]金属硫化物基复合光催化剂去除水系污染物的研究[D]. 张益明. 天津工业大学, 2020(01)
- [5]类石墨相氮化碳上过渡金属析氢位点的构筑及光催化产氢性能研究[D]. 张军帅. 华南理工大学, 2020(01)
- [6]ZnO基纳米阵列光阳极的构建与光电水分解应用[D]. 龙雪枫. 兰州大学, 2020(01)
- [7]氮化物助催化剂促进Zn0.5Cd0.5S可见光光解水制氢性能的研究[D]. 金占斌. 东北师范大学, 2020(01)
- [8]Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点基光催化剂的尺寸选择性制备及制氢应用研究[D]. 曹伟静. 江苏大学, 2020(02)
- [9]助催化剂增强TiO2和g-C3N4光催化产氢体系设计及性能研究[D]. 丁磊. 山东科技大学, 2020(06)
- [10]氮化碳基光催化剂的可控制备及其性能与机理研究[D]. 车慧楠. 江苏大学, 2020