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摘 要

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 半导体光催化反应的基本原理 1

1.2 光催化材料的当前研究状况 3

1.2.1 提高半导体光催化材料光谱响应宽度的常见方法 4

1.2.2制备方法的改善 5

1.2.3 新型光催化材料 5

1.3 SrTiO₃半导体光催化材料的研究现状 6

1.4 钛酸锶的制备方法 6

1.5 本文研究内容和研究意义 7

1.5.1 本文研究内容 7

1.5.2本文研究意义 7

第二章 研究内容和方法 8

2.1实验原料和设备 8

2.1.1实验原料 8

2.1.2实验设备 8

第三章 Cr掺杂SrTiO₃材料的制备 10

3.1引言 10

3.2实验部分 11

3.2.1 Cr掺杂SrTiO₃粉末的制备 11

3.2.2 测试和表征手段 12

3.3实验结果分析 14

3.4 Sr_0.95Cr_0.05TiO₃室温清洗和80 ℃清洗的光谱 15

3.4 80℃清洗的光谱 15

3.5 实验失败分析 16

第四章 总结与展望 17

4.1 总结 17

4.2展望 17

参考文献 19

致谢 22

清洗温度对熔盐法制备Cr掺杂SrTiO₃掺杂量的影响

摘 要

当前全球环境问题日益严峻，能源是所有国家关注的重点问题之一，而使用清洁能源是解决环境污染的关键。氢不仅分布广泛而且燃烧热值高，是一种优秀的清洁能源。利用半导体光催化分解水产氢具有潜在的发展前景。

SrTiO₃是一种钙钛矿结构的光催化材料，虽然具有光催化功能，但是SrTiO₃的光催化效能不高，这是因为该材料的导带与价带之间较宽，所能利用的太阳光谱在紫外部分，太阳能利用率较低，不能被人们广泛运用来解决能源危机问题。如果研究人员能够找到方法改造SrTiO₃材料的方法，通过对材料本身的改造使其光谱响应拓宽，自然太阳的利用率就大大提高，这将解决很多能源方面的问题。本论文的创新之处在于采用了NaOH，KOH熔盐法，此方法制备的样品比表面积大，容易得到品质优良的光催化材料。因为清洗温度会改变材料的结晶度和比表面积，本论文将讨论清洗温度对Cr元素掺杂进入SrTiO₃晶体所得样品光催化性能的影响，找出合适的清洗温度，目的是得到性能最优的光催化材料。

关键词：光催化技术，SrTiO₃，元素掺杂，清洗温度

Effect of Cleaning Temperature on Doping Content of Cr-Doped SrTiO3 Prepared by Molten Salt Method

Abstract

Nowadays, global environmental problems are getting more and more serious. Energy is one of the key issues of concern to all countries, and the use of clean energy is the key to solving environmental pollution. Hydrogen is not only widely distributed but also has a high calorific value as an excellent clean energy source.There are bright prospects in the use of semiconductor photocatalytic decomposition of water in order to produce hydrogen.

SrTiO₃ is a photocatalytic material with perovskite structure. Although it has photocatalytic function, the photocatalytic performance of SrTiO₃ is not high. This is because the material has a wide band between the conduction band and the valence band, and the solar spectrum that can be utilized. In the ultraviolet part, solar energy utilization is low. Therefore,it cannot be widely used to solve the energy crisis. If the researchers can find a way to modify the SrTiO₃ material, the spectral response will be broadened by the modification of the material itself, and the utilization rate of the natural sun will be greatly improved, which will solve many energy problems.The innovation of this thesis is that NaOH and KOH molten salt method are adopted. The sample prepared by this method has a large specific surface area, and it is easy to obtain a photocatalytic material with excellent quality.Because the cleaning temperature will change the crystallinity and ratio of the material. Surface area, this paper will discuss the effect of cleaning temperature on the photocatalytic properties of Cr-doped SrTiO3 crystals, and find the appropriate cleaning temperature, in order to obtain the best photocatalytic material.

Key Words：photocatalysis technique, SrTiO₃, element doping ,Cleaning temperature.

第一章 绪论

自人类社会步入工业革命以来，为了谋求更好的发展，各个国家都为之努力奋斗。无论在远古时代还是现代，能源对每个人和国家都至关重要。纵观古今，多少战争就是为了争夺有用资源，如若能源问题得以解决，人类历史上就会少了很多残酷的战争。在生产力大幅度提高，物质极大丰富的同时，人类也为此付出了惨痛的代价。化学能源的快速消耗以及他们燃烧随之带来的环境污染等问题，已经成为制约人类发展进程中的关键因素。众所周知，生物能转化为化石能源的生成周期长，自人类快速发展后，化石能源如石油、天然气、煤炭都快速消耗。而今，人类发展速度越来越快，就目前发展趋势看，传统的化学能源只能够人类再使用100年左右^[1]。很难想象，如果这些化学能源用完，人类将如何维持发展。因此，为了实现人类的可持续永久性发展，人们将目光投向了如风能、地热能、太阳能、潮汐能等清洁能源，但它们存在的普遍问题是利用率低，不能广泛大规模使用。近些年来，太阳能的高效利用成为很多研究人员的研究方向，太阳能的利用率也一步步提高。本论文的研究的方向是清洗温度对一种合成新材料的光催化性能的影响，以便得到最高性能的光催化材料。

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