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纳米氧化亚铜复合物的合成及其光催化性能的探究

作　者: 孙伟
导　师: 孙闻东；褚莹
学　校: 东北师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 纳米材料 Cu2O/polycarbazole复合物复合光催化剂
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 124次
引　用: 1次
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内容摘要

由于纳米材料的特殊结构以及所表现出来的特殊效应和性能，使得纳米材料具有不同于常规材料的特殊用途。在环境保护方面，半导体光催化氧化技术具有许多突出的优点和潜力。这种技术引起了许多研究者的关注，已经成为世界上环境净化处理研究的前沿领域之一。但是，单组份半导体的光生电子空穴对的结合速度非常迅速，这抑制了它们的光催化活性。近年来，开发具有较高能量传输效率、无毒、低成本的可见光催化剂已经成为一种挑战。氧化亚铜禁带宽度只有2.17 eV，能够有效利用太阳能中的可见光，因此在解决能源危机方面具有潜在的价值。但是Cu₂O较小的禁带宽度导致其在光催化反应过程中光生电子空穴对易于复合，从而降低了量子效率，限制了其实际应用。聚咔唑作为一种具有半导体性质的共轭聚合物，具有传输电子的功能，因此，将聚咔唑与氧化亚铜复合在一起有可能利用聚咔唑的电子传输性能抑制Cu₂O光生电子空穴对的复合，从而有望提高Cu₂O的光催化活性。本论文通过一步溶剂热法，利用咔唑单体作还原剂，首次合成了氧化亚铜/聚咔唑（Cu₂O/polycarbazole）核壳型纳米复合物。聚咔唑不仅保护了氧化亚铜纳米粒子，使其具有稳定性避免被氧化，并阻止纳米粒子团聚；同时抑制了电子空穴对的结合，提高了电子在聚咔唑和氧化亚铜间的利用率，进而改善了立方体氧化亚铜的光催化活性。本论文还在水热或水浴条件下，设计合成了纳米ZnO-Cu₂O，TiO2-Cu₂O及Ag-Cu₂O等一系列Cu₂O的纳米复合物，为获得多种有效的光降解催化剂提供了实验依据。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-8
第一章引言  8-24
  1.1 氧化亚铜纳米颗粒的研究  8-15
    1.1.1 氧化亚铜的基本性质  8-9
    1.1.2 氧化亚铜常见的形貌  9-11
    1.1.3 氧化亚铜常见的制备方法  11-15
  1.2 纳米复合材料  15-19
    1.2.1 概述  15-16
    1.2.2 纳米复合材料的制备方法  16
    1.2.3 聚咔唑复合物  16-17
    1.2.4 氧化亚铜复合物  17-19
  1.3 可见光催化氧化研究进展  19
  1.4 立题依据及主要工作  19-20
  参考文献  20-24
第二章 Cu_2O/polycarbazole 纳米立方体及其光催化性能的研究  24-35
  2.1 引言  24
  2.2 实验部分  24-26
    2.2.1 试剂  24-25
    2.2.2 实验仪器  25
    2.2.3 实验步骤  25-26
  2.3 结果与讨论  26-32
    2.3.1 Cu_2O/polycarbazole 纳米立方体  26-31
    2.3.2 Cu-Cu_2O-polycarbazole 纳米粒子  31-32
  2.4 小结  32-33
  参考文献  33-35
第三章纳米ZnO-Cu_2O,TiO_2-Cu_2O 及Ag-Cu_2O 复合物的制备  35-46
  3.1 引言  35
  3.2 实验部分  35-37
    3.2.1 试剂  35-36
    3.2.2 实验步骤  36-37
  3.3 结果与讨论  37-43
    3.3.1 纳米ZnO-Cu_2O 复合物的形貌及纯度分析  37-41
    3.3.2 纳米TiO_2-Cu_2O 复合物的形貌及纯度分析  41-42
    3.3.3 纳米Ag-Cu_2O 复合物的形貌及纯度分析  42-43
  3.4 小结  43-45
  参考文献  45-46
致谢  46-47
在学期间公开发表论文及著作情况  47

纳米氧化亚铜复合物的合成及其光催化性能的探究

内容摘要

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