【摘 要】
:
随着世界经济进一步发展,能源的过度使用已经无法忽略。环境问题与能源短缺问题随之而来,无论是治理环境污染还是寻求新能源都迫在眉睫。半导体光催化技术因为以太阳光照为能量来源吸引了人们的目光,在不断研究中发现,半导体催化剂既能光催化降解水中的污染物,又能分解水产氢,还能将CO2还原为碳氢燃料,具有广泛的应用前景。其中,Bi2MoO6纳米材料因其特殊的层状结构、毒性低、制取方便以及光化学性质稳定等优点被学
论文部分内容阅读
随着世界经济进一步发展,能源的过度使用已经无法忽略。环境问题与能源短缺问题随之而来,无论是治理环境污染还是寻求新能源都迫在眉睫。半导体光催化技术因为以太阳光照为能量来源吸引了人们的目光,在不断研究中发现,半导体催化剂既能光催化降解水中的污染物,又能分解水产氢,还能将CO2还原为碳氢燃料,具有广泛的应用前景。其中,Bi2MoO6纳米材料因其特殊的层状结构、毒性低、制取方便以及光化学性质稳定等优点被学者们认为是一种具有重要价值的半导体光催化剂。但是纯Bi2MoO6在参与光催化反应时,其光生载流子复合率较高,而且对光的吸收能力不够强,这些原因都限制了Bi2MoO6作为催化剂的应用。本文采取溶剂热法引入了ZnFe2O4纳米颗粒与Bi2MoO6形成异质结、采取一步溶剂热法合成了La3+掺杂的Bi2MoO6纳米催化剂并且以葡萄糖为碳源将C元素引入Bi2MoO6/La复合催化剂中。采用XRD、XPS、SEM、TEM、BET、UV-Vis等方式对所合成光催化剂的晶形结构、元素分布与化学价态、形貌、光吸收能力、光电化学性质等进行了综合分析。并且以光催化还原CO2产量的多少来对光催化剂的性能进行了表征。(1)采取简单溶剂热法合成了ZnFe2O4/Bi2MoO6异质结材料。结构表征说明,ZnFe2O4与Bi2MoO6材料的复合可以在两者之间可以形成异质结,一方面窄带隙半导体ZnFe2O4加入能够提升材料的光响应范围与光吸收能力,另一方面异质结形成以后,光生电子传输方向与空穴传输方向会相应的改变,能够促使光生载流子进一步分离。性能测试显示,ZFO/BMO-20%复合材料光催化还原CO2的效率最高,在5 h模拟太阳光照射下可以达到47.1μmol g-1,而同样条件下的纯ZFO与纯BMO材料还原的总产物量分别为14.79μmol g-1与19.01μmol g-1。以上结果证明ZFO/BMO异质结的生成确实提高了催化剂的光催化效率。(2)采用一步溶剂热法成功合成了Bi2MoO6以及BMO/La系列复合材料。从XRD、SEM、TEM等表征能够推断出掺杂的La3+并未成晶型,而且因为与Bi3+具有相似的离子半径,在掺杂进入晶格时也并未引起Bi2MoO6晶型的明显变化,而是以离子的形式存在。同时La3+作为活性位点,为光生载流子的转移提供渠道。其中在模拟太阳光的照射下,BMO/La-5%表现出了最高的光催化还原CO2的效率,在5 h的反应后,其一氧化碳与甲烷产量共达到了33.76μmol g-1。结合光电流、交流阻抗、荧光光谱等表征说明了La3+的掺杂可以提高光生载流子的分离效率,从而提升材料的光催化性能。(3)通过溶剂热法与水热法相结合的方式,以葡萄糖为碳源将C元素引入BMO/La复合材料中形成碳层。并且对复合材料的晶形结构、形貌、电子价态、光电化学性质等进行了详细的表征。在光催化还原CO2的实验中,BMO/La/C-1%复合材料表现出了最好的光催化还原CO2的性能。在5 h模拟太阳光的照射下,BMO/La/C-1%产生甲烷与一氧化碳的总量为54.16μmol g-1。光催化性能的提升可以归因于碳层的形成能够起到引导光生电子转移的作用,将自身作为电子存储中心,以促使光生载流子复合率的降低方式来提升材料的光催化性能。
其他文献
历史时间是内嵌在自然时间中的社会时间、统一的基督纪元时间,是不断上升和进步的。历史学家们采用制作年表、确定分期和划分层次的方法,使历史时间具有客观性、可预测性以及层次性等特点。历史概念从概要描述到理想型得出,是经验概括的结果,在借用其他学科概念时具有只“进口”不“出口”、归纳总结以及受制于特殊语境等特点。历史概念会“超前”或“落后”于历史时间,同时也是构建历史时间的一个因素。将概念在时间中历史化界
羧酸及其衍生物广泛的存在于自然界中,具有廉价易得、低毒、高稳定性等显著特点,其中羧酸脱羧偶联反应已成为构建C-C和C-X(X=N、P、S)最有效的策略之一,在合成各类生物活性分子、天然产物以及药物中起到十分重要的作用。到目前为止,脱羧偶联反应主要体现在过渡金属催化实现的脱羧芳基化、烯基化、炔基化、胺化、硫化、磷化、硼化等一系列转化,为羧酸及衍生物的资源转化提供了丰富的方法。在过去的几十年里,过渡金
现代医学、农业和畜牧业等领域在人类生活中不可或缺,为抵御细菌感染和各类农产品的稳定获取,各类抗生素被广泛使用。但丰富的抗生素资源也导致了世界许多地方的滥用问题,过量的抗生素流入自然界引发水体污染和超级细菌等生态问题。同时人类对于能源的追求将目光投向了核能,但1986年切尔诺贝利和2011年福岛核灾难,也在时刻提醒我们核废料所带来的危害。如何解决水体中抗生素与核废料放射性元素所带来的污染问题,这需要
硼、铁、钕资源在现代工业生产生活中占据着越来越重要的地位,消耗速度加快,我国的硼、铁、钕资源日益枯竭,对废弃材料的回收利用是解决当前困境的一条有效途径。本文主要综述了三液相萃取体系萃取分离金属的研究现状,针对钕铁硼废料中的有价资源,开发出一种新的分离方法,利用三液相萃取手段,实现对硼、铁、钕的同步分离。首先,以有机相,聚合物相和水相分别对硼、铁、钕的萃取率高以及萃取平衡后各相体积较初始体积变化较小
以习近平同志为核心的党中央高度重视调查研究,把调查研究作为解决问题和推动工作的“金钥匙”。站在新的历史起点上,在全党大兴调查研究之际,重温党百年调查研究思想,总结党百年调查研究思想的基本内涵、实践要求和当代价值,对于全面贯彻落实党的二十大精神,坚持发扬历史主动精神,走好中国式现代化道路,最终实现中华民族伟大复兴具有重要的历史意义。
政务服务是多要素组合的复杂系统,强化各要素的有机链接成为当前改革的重要动向之一。宁波市江北区“一件事”改革引入全周期管理理念,通过即时感知需求、厘定事项边界和权责清单、建立业务协同机制等举措,将跨部门、跨层级的“多项事”整合为市民、企业视角的“一件事”,推进政务需求整合和要素联动,极大地促成了政务服务的集成高效办理。案例表明,“一件事”改革推动了政务服务从技术主导到生命需求指引、从服务结果管理到全
C-C键、C-N键广泛存在于天然产物、医药分子中,同时也是有机化合物中最基本的化学键之一。因此,C-C键、C-N键的构建在有机合成中具有不可或缺的地位。随着自由基化学的兴起,开发构建C(sp~3)-C键、C(sp~3)-N键的策略已经引起研究者们的极大关注,也取得了许多成就。基于脱羰基和脱羧的C-C键断裂策略,然后再形成新化学键的方法学仍相对滞后,但这种方法同样具有相当大的潜力,很有研究前景。同时
第一次工业革命后,不可再生的化石燃料的需求成倍增长,从而导致排放到环境中的有害副产物也不可避免地成倍增长。因此,清洁、绿色和可持续能源的开发已成为最紧迫的研究课题。氢能以其绿色,高效,可运输和可储存的特性受到了广泛的关注。在不同的氢能技术中,使用电催化剂进行水分解是最有前景的方法之一。众所周知,Pt/C和IrO2(或RuO2)表现出优异的HER和OER性能,但是由于所用贵金属成本高和丰度低而使其广
日益严重的环境污染问题不仅给社会的进步带来沉重负担还对人类的健康构成巨大威胁,其中重金属离子污染和制药废水污染由于其独特的微量高毒害和能够长期稳定存在于环境中的性质,已成为备受关注、亟待解决的环境污染问题。绿色、高效、低耗能的光催化技术已被广泛应用于处理环境污染问题,但传统的光催化剂存在可见光吸收范围窄、载流子分离效率低和光腐蚀严重等缺陷,因此制备更加高效的光催化剂材料并深入挖掘光催化机理是研究者