论文总字数：18763字

摘 要

光催化的研究起源于上世纪对二氧化钛的光化学反应的研究，开始被人熟知。21世纪以来，光催化取得了重大进展，可利用在材料表面的抗菌除尘，自洁防雾等领域并形成了商品化。光催化剂作为一种无污染的环保材料，对制备氢气产生清洁能源有重大意义。TiO₂往往需要较高的能量才能使之激发，原因就在于其较宽的禁宽带，这对其利用产生了很大的困扰，甚至只能在紫外光的照射下才能反生反应。而新型半导体光催化剂Co₃O₄是一种特征明显的过渡族金属氧化物，与TiO2相比它的独特优势在于它具备较窄的禁宽带，颇具潜力。

本论文的研究内容是合成Co₃O₄及Co₃O₄/BiOCl的掺杂材料，提高Co₃O₄光催化性能。通过XRD测试、UVPC测试、将Co₃O₄/BiOCl的材料进行表征，对不同配比合成的Co₃O₄/BiOCl材料的光催化活性进行了评估。结果表明，Co₃O₄/BiOCl的结材料具有更好的光催化活性。

关键词：四氧化三钴 纳米 光催化性能 降解有机物

Study on Photocatalytic Catalysis of Co₃O₄ Tetraxide

Abstract

Photocatalytic research originated in the last century on the photochemical reaction of titanium dioxide, began to be well known. Since the 21st century, photocatalysis has made significant progress, can be used in the surface of the antibacterial dust, self-cleaning and anti-fog and other fields and the formation of commercialization. Photocatalyst as a non-polluting environmentally friendly materials, the preparation of hydrogen to produce clean energy is of great significance. TiO₂ often requires higher energy to stimulate it, the reason is that its wide broadband, which the use of a great deal of trouble, or even only in the ultraviolet light can be anti-biological reaction. The new type of semiconductor photocatalyst Co₃O₄ is a characteristic transition metal oxide, compared with TiO₂ its unique advantage is that it has a narrow broadband broadband, considerable potential.

The research content of this paper is the synthesis of Co₃O₄ and Co₃O₄ / BiOCl doped material, improve the Co₃O₄ photocatalytic performance.By XRD testing, UVPC testing, the Co₃O₄ / BiOCl materials were characterized, of different ratio synthetic Co₃O₄ / BiOCl materials photocatalytic activity were evaluated.The results show that Co₃O₄ / BiOCl has better photocatalytic activity.

Key Words: Co₃O₄ ; Nano; Photocatalytic properties; Degradation of organic matter

目录

摘　要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1引言 3

1.2常用的光催化剂：半导体金属氧化物 4

1.3新型半导体光催化剂——C_O3O₄ 5

1.4 C_O3O₄催化剂的薄膜化 6

1.5 C_O3O₄的纳米薄片结构 7

1.6 C_O3O₄纳米片光解水制气改性方法 9

1.7光催化剂的应力分布 9

1.8实验原理 10

1.8.1半导体光催化剂作用机理 10

1.8.2光催化降解有机物机理 12

1.8.3储能型光催化剂机理 13

1.9 本论文主要研究内容 14

第二章 实验部分 15

2.1 实验试剂与仪器 15

2.1.1 实验试剂 15

2.1.2　仪器设备 15

2.2 实验性能测试 16

2.2.1　FESEM测试 16

2.2.2 XRD测试 16

2.2.3 UVPC测试 16

2.3 实验方案 17

2.4 具体实验 17

2.4.1催化剂制备流程 17

2.4.2 产物的制备 18

2.4.3光催化降解有机物 20

第三章 数据处理与分析 21

3.1 Co₃O₄制备实验 21

3.2光催化降解有机物 23

3.3不同配比样品对应反应光波长 24

第四章 结论与展望 25

4.1　结论 25

4.2　展望 25

参考文献 27

致 谢 28

文献综述

1.1引言

最早的光催化的雏形产生于20世纪50年代左右，当时二氧化钛的光化学反应开始被人所熟知，但真正引起科学界和社会的强烈反响恐怕要追溯于70年代在自然杂志上刊登的一篇论文，自1972年Fujishima和Honda^[1]论文发表，人们做了大量研究与探讨。还有一个被人忽略的契机，20世纪70年代正处于第一次世界石油危机，该法利用太阳能获取能源随之受到了很大的关注。随后几年内，科学界又成功的利用二氧化钛粉末进行了水的完全分解反应，时至今日，各类金属氧化物作为光催化剂层出不穷，四氧化三钴就具备着优异的光热协同催化性能。在20世纪80年代，科学家们对利用一些金属氧化物的的强氧化能力分解有机物做出了大量的探索，特别在水的净化这一全球重大课题上，然而遗憾的是始终没有取得重大的突破。很重要的原因在于光虽然在我们生活中随处可见，但光能算是一种稀薄能源，需要对其进行反复大量复杂的处理，都颇具难度。

20世纪90年代，二氧化钛的光催化应用取得了较大进展，可利用在材料表面的抗菌除尘，自洁防雾等领域。很重要的一点是光催化不仅停留在理论的研究和实验室的试验中，逐渐形成了商品化。光催化技术在冰箱领域的应用愈发成熟，光催化能催化分解水果蔬菜中的乙烯气体进而起到保鲜作用。光催化剂对环境无毒无害，我们可以利用光催化减少残留农药的危害，利用光催化加工海水和制造食品等一系列的运用，在医学，医疗领域也有应用，开发出了光催化涂膜，光阴极防腐技术等技术。

请支付后下载全文，论文总字数：18763字