【摘 要】
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随着全球能源需求不断增加以及能源消耗产生的CO2对气候变化的影响,寻找丰富的可替代化石燃料的可再生能源已成为人类社会面临的最重大挑战之一。太阳能驱动的水分解是将太阳能转换为氢（可储存的燃料）的最有前途的方法之一。Ti O2低成本、无毒和化学稳定性高而被用于光催化产氢。然而,原始Ti O2仍然存在禁带宽度较宽,可见光利用率低和光生载流子复合效率高等问题。因此本文通过助催化剂的负载,异质结的构建和形貌
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随着全球能源需求不断增加以及能源消耗产生的CO2对气候变化的影响,寻找丰富的可替代化石燃料的可再生能源已成为人类社会面临的最重大挑战之一。太阳能驱动的水分解是将太阳能转换为氢（可储存的燃料）的最有前途的方法之一。Ti O2低成本、无毒和化学稳定性高而被用于光催化产氢。然而,原始Ti O2仍然存在禁带宽度较宽,可见光利用率低和光生载流子复合效率高等问题。因此本文通过助催化剂的负载,异质结的构建和形貌调控对Ti O2光催化剂进行改性。以提高光生电荷的分离迁移效率,提高催化活性,并推测光催化反应机理。主要研究内容如下:（1）首先制备二氧化硅（Si O2）纳米球,其次通过水热法在Si O2球外负载Ti O2,之后通过较高浓度的Na OH溶液去除Si O2,得到空心结构的纳米Ti O2。通过湿化学法合成Cu2O对空心Ti O2进行修饰。Cu2O与Ti O2复合形成p-n异质结,促进电子和空穴的有效分离和迁移,延长载流子寿命,从而提高光催化活性。（2）水热法合成暴露不同晶面的Ti O2。由于刻面的原子排列不同,可以获得不同的电子能带结构,导致表面异质结的形成。在表面异质结的作用下,光生电子和空穴可分别转移到不同晶面,分别作为还原和氧化活性中心。本章采用光还原和化学还原的方法实现Au在Ti O2上的沉积,之后负载Cd S,制备三元复合光催化剂。Au可以捕获电子,提供反应活性位点。并且Ti O2和Cd S复合形成II型异质结。异质结的形成,有效促进电子与空穴的分离,从而提高光催化活性。
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