PbTiO3与Bi2MoO6铁电材料的压电和光电催化性能研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sinbala
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钙钛矿铁电材料是指具有铁电性能的钙钛矿材料,近几年来铁电材料及其应用已经成为凝聚态物理、固体电子学的热门研究课题之一。钙钛矿铁电材料凭借优异的电子-空穴传输性能以及铁电特性,其光电效率以及催化效率的记录不断地被刷新,有望在未来能够解决能源短缺以及环境污染问题。因此,钙钛矿铁电材料在近几年成为催化领域的热门研究内容,如何进一步提高钙钛矿铁电材料的催化效率是未来的主要研究方向之一。本论文利用水热法以及脉冲激光沉积的方法分别制备PbTiO3与Bi2MoO6两种铁电材料。主要分为2个研究内容:水热法制备不同形貌PbTiO3纳米粉体及压电催化与光-力协同催化研究;脉冲激光沉积法制备Bi2MoO6薄膜光电催化性能的研究。(1)利用水热法制备PbTiO3纳米片与纳米线并进行压电催化与光-力协同催化。使用晶体结构为混晶型,锐钛矿与金红石的重量比为8:2的P25型Ti O2、硝酸铅以及4 mol/L的KOH溶液在200℃水热反应温度下,制备了具备一定的自发极化的单晶PbTiO3纳米片;使用6 mmol的三水乙酸铅制备了一维结构清晰的PbTiO3纳米线。PbTiO3纳米片在电晕极化后,利用压电催化降解罗丹明B至90%以上的时间从240分钟降低至120分钟。利用光能与机械能协同进行光-力催化,将PbTiO3催化完全的时间从120分钟降低至10分钟,降解速率提升91.6%。(2)利用脉冲激光沉积系统制备Bi2MoO6薄膜,探究以FTO以及ITO两种玻璃作为衬底时Bi2MoO6薄膜的制备条件,并进行该材料的光电催化性能研究。在涂覆有ITO的玻璃基板上制造了具有大比表面积的Bi2MoO6纳米柱,并且通过操纵铁电极化来增强其光电化学性能。相对于可逆氢电极,朝ITO极化的Bi2MoO6光电阳极在1.23 V电势下显示出250μA/cm~2的光电流密度,比没有宏观极化的原始Bi2MoO6纳米柱高28%。证明了退极化场有利于光激发的电子-空穴对的分离,从而使电荷载流子的复合最小化,并进一步提高光电流密度,提供了一种基于Bi2MoO6的光电化学装置的新策略。本文中的研究,对钙钛矿材料在催化领域的发展具有一定的推进作用。对提升钙钛矿材料的催化效率提出了新的思路与见解。
其他文献
学位
学位
学位
抗生素大量使用造成的污染问题已引起了广泛关注。电化学氧化技术具操作简单、环境适应强等优点,是一种可有效氧化去除污染物的水处理技术。该技术的核心为阳极材料,制备具有优异效果的电极材料是本技术的核心。同时,面对复杂的污染水体,实现污染物的同步去除亦是非常重要的研究热点。为此,本文制备了两种TiO2纳米管(TiO2NTAs)电极材料,用作电化学氧化法去除抗生素废水的阳极,一系列表征确认了电极结构及电化学
学位
学位
学位
学位
学位
随着光催化技术的快速深入发展,该技术有望在更多的领域得到应用,其中有机污染物的光催化降解是重点研究领域之一。随着工农业的快速发展,各种有害废水和污水已大量排入河流或渗入地下。有机物难以自然降解,导致处理难度和成本增加。光催化技术由于其清洁,高效和低能耗等优点而被公认为是一种有前途的环境修复技术。在具有良好的物理和化学稳定性的各种半导体基光催化剂中,最引人注目的是二氧化钛,但其固有的缺点是带隙宽,电