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近些年来,环境污染和能源短缺正在通过大自然特殊的方式督促着人们寻找解决问题的途径。在众多解决环境污染的方法之中,将半导体纳米材料应用于光催化这一方式受到科研工作者的重视。但是,半导体光催化技术中存在的一些缺陷限制了它的进一步推广和应用,这些缺陷主要集中在空穴电子复合率高、可见光利用率低、催化剂回收困难等方面。针对上述缺陷,本文通过对两种或多种单一半导体催化剂进行整合形成光催化异质结,将各单一半导体催化剂的优势互补,从而实现较高的光催化效率。在本论文的实验部分中,我们制备了两种以廉价铁酸镍(NiFe2O4)为基体的光催化异质结。相比于单一的半导体,异质结在可见光下光催化降解四环素的效率明显提高,同时它具有的磁性也使得循环回收成为可能。在应对能源短缺的领域中,热电材料可以将热能直接转换成电能,为能源的储存和再利用提供了新思路。在论文中,我们探究了两种特殊形貌的丰土元素半导体硒化锡(SnSe)纳米材料的制备方法,通过改变实验条件和现代表征方法的辅助,初步研究了热电性能,并对其合成过程及合成机理进行了进一步的研究。 本论文的研究工作主要包括以下三个方面: (1)通过水热法和微波法的结合,成功制备了一系列不同质量比的NiFe2O4/Bi2O3异质结,并对制备出的样品进行了一系列表征,研究了在可见光下降解四环素的降解动力学过程和降解效率。相比于纯铁酸镍,纯氧化铋和其他质量分数的异质结,质量分数为50%NiFe2O4/Bi2O3的异质结表现出最优的光催化降解活性。由于其优异的磁性,该光催化剂便于回收。同时,它的化学性质也很稳定,多次循环使用后,催化效率没有明显降低。此外,还通过活性物种的捕获实验对NiFe2O4/Bi2O3异质结在光催化反应中可能的反应机理进行了探讨。 (2)通过水热法和化学还原方法的结合,成功合成了一系列不同质量比的NiFe2O4/CuO异质结,并对制备出的样品进行了一系列表征,研究了在可见光下降解四环素的降解动力学过程和降解效率,相比于纯铁酸镍,纯氧化铜和其他质量分数的异质结,质量分数为30%的NiFe2O4/CuO异质结表现出最优的光催化活性。由于其优异的磁性,该光催化剂便于回收。此外,还通过活性物种的捕获实验对NiFe2O4/CuO异质结在光催化反应中可能的反应机理进行了探讨。 (3)通过不同碱液的使用成功合成了两种特定形貌的硒化锡半导体纳米材料,分别是珊瑚状的纳米簇和纳米花。改变不同的反应条件(碱的种类、用量、抗坏血酸的用量、反应时间),使用XRD、SEM、TEM、HRTEM等表征手段分别对这两种形貌的纳米材料进行了表征,探索了不同反应条件对样品形貌的影响并提出可能的生长机理,同时对热电性能进行了初步的研究。