半导体复合材料光催化还原CO2的研究进展

光催化还原CO₂是实现碳循环的一种绿色的、环保的能源转化方式,该方法可以有效的将CO₂气体转化为可再生燃料,缓解能源危机和全球变暖问题。综述了半导体复合材料光催化还原CO₂为可再生碳氢燃料的研究进展,介绍了光催化还原CO₂的反应条件和光催化机理,并对已报道的不同类型半导体复合光催化材料进行分类,如“单一半导体型”、“金属/非金属掺杂半导体型”、“半导体复合型”和“碳材料–半导体复合型”。评述了各种半导体复合光催化材料的优缺点及其光催化性能的影响因素。在此基础上,进一步展望了半导体复合光催化材料催化还原CO₂的发展前景。     

银基核壳型纳米复合光催化材料的研究进展

核壳结构光催化材料,其壳层可以阻止内核与苛刻的反应环境直接接触,起到铠甲的保护作用,而且核壳间具有较高的界面接触,增加了光生电荷的传输通道,核壳结构具有较高的光催化活性和稳定性。笔者综述了纳米核壳材料的特点及银基的种类,并从银基与高分子聚合物复合、银基与半导体复合、银基与金属复合三个方面梳理了目前银基纳米核壳型复合光催化材料的研究进展,旨在更好地拓展研究思路,解决银基光催化材料应用过程中存在的难题。     

石墨烯在光催化反应中应用的研究进展

石墨烯是近年来人们发现和合成的一种新型二维平面纳米材料,由于其优良的导电性能和巨大的比表面积,研究者们用石墨烯与光催化材料复合,改善其光催化性能,这已成为新型光催化材料的研究热点之一。本文阐述了近年来国内外对于石墨烯在光催化反应中应用的研究动态和主要成果,分析了影响半导体材料光催化效率的5个因素,即禁带宽度、能带位置、激发电子-空穴复合概率、光催化剂结晶性和光催化剂吸附性能。介绍了石墨烯提高光催化效率的方法,重点介绍了石墨烯在复合、包覆和自身参与光催化反应3个方法中的具体应用,提出通过石墨烯与某些特定的光催化材料复合而改变其禁带宽度,可为今后通过石墨烯调节其它半导体材料的禁带宽度提供有力的理论和实验依据。     

NiO掺杂InVO4光催化降解甲酸水溶液产氢的研究

以有机污染物为电子供体可达到制氢与治污的双重目标.通过高温固相法制备了新型NiO/InVO4复合光催化剂.采用XRD,SEM,UV-VIS,BET等测试手段对复合光催化剂的物理和光学性质进行了表征,考察了NiO/InVO4复合光催化剂降解甲酸水溶液制氢的光催化反应.结果表明:NiO/InVO4复合光催化剂为正交晶相结构...     

含铜半导体氧化物的光催化应用进展

应用半导体材料光催化降解污染物和光催化分解水制氢是近几十年来的材料研究热点之一。从拓展光催化材料种类的角度出发,本文对含铜半导体氧化物的基本性质、制备方法及其在光催化方面的应用情况进行了综述。所涉及的氧化物包括含一价铜的氧化亚铜和铜铁矿类复合氧化物,以及含二价铜的氧化铜和尖晶石类复合氧化物。指出将含铜p型半导体氧化物与n型半导体材料复合,制备p-n异质型复合氧化物是有前途的研发方向。     

NiO-Ag2S复合纳米结构的合成及光催化性能研究

利用水热合成方法制备了一种由Ag2S纳米颗粒均匀填充在片层状NiO空隙内的NiO-Ag2S复合纳米结构,该复合结构中NiO与Ag2S均匀地融合在一起。通过SEM、二维EDX及XRD对该复合纳米结构的形貌、均一性、晶体特性进行了分析。以500 W氙灯为光源,考察了NiO2-Ag2S复合纳米结构光催化降解甲基橙能力。结果表明,NiO2-Ag2S复合纳米结构具有良好的光催化活性,不仅比单独的NiO2和Ag2S降解能力强,而且在光照180 min后的降解效率比NiO2和Ag2S的物理混合物(质量比为1:1)高30%。分析认为NiO-Ag2S复合纳米结构中形成的p-n结是其高效催化性能的重要因素。     

p-n复合半导体光催化剂研究进展

综述了p-n复合半导体光催化剂的光催化原理及研究现状。根据p-型材料种类,将p-n复合半导体光催化剂分为4类:p-型半导体材料为镍氧化物、p-型半导体材料为钴氧化物、p-型半导体材料铜氧化物及由其它p-型半导体材料组成的"p-n结型"、"二极管"式p-n复合半导体光催化剂,分别对其研究状况进行了介绍。提出了当前p-n复合半导体光催化剂研究中存在的一些问题,并对未来的研究方向进行了探讨。     

银基半导体光催化剂研究进展

银基半导体光催化剂作为近年来新的研究热点,在可见光下通常表现出较好的光催化活性,但光催化性能不稳定,反应过程中极易发生光腐蚀,导致光催化活性下降。此外,银基半导体通常比表面积小,无孔结构。本文综述了近年来银基半导体光催化剂的研究进展,介绍了如简单银化合物、异质结型复合体、银基固溶体及负载型银基半导体光催化剂的制备和应用。认为形成异质结、增大比表面积、丰富孔结构或通过形貌和晶面控制是解决上述银基半导体不足的有效方法,并结合银基半导体光催化剂的优点必将在光催化降解废水和制氢等领域有良好的发展。     

异质结构复合半导体光催化性能研究

半导体光催化技术是解决环境和能源等问题的有效途径之一。但传统的半导体催化剂存在禁带宽度较大,太阳能利用率较低,反应速率慢。通过半导体-半导体复合构造异质结构光催化剂是实现这一目的的有效手段。研究发现,异质结构的存在,可有效降低光生电子与光生空穴复合效率,提高光催化性能。结果表明,通过改变晶粒尺寸、离子掺杂、表面敏化与外场耦合等办法,可进一步提高光催化效率。     

NiO-Ag2S复合纳米结构的合成及光催化性能

利用水热合成方法制备了一种由Ag2S纳米颗粒均匀填充在片层状NiO空隙内的NiO-Ag2S复合纳米结构,该复合结构中NiO与Ag2S均匀地融合在一起.通过SEM、二维EDX及XRD对该复合纳米结构的形貌、均一性、晶体特性进行了分析.以500 W氙灯为光源,考察了NiO-Ag2S复合纳米结构光催化降解甲基橙能力.结果表明,NiO-Ag2S复合纳米结构具有良好的光催化活性,不仅比单独的NiO和Ag2S降解能力强,而且在光照180 min后的降解效率比NiO和Ag2S的物理混合物(质量比为1∶1)高30％.分析认为NiO-Ag2S复合纳米结构中形成的p-n结是其高效催化性能的重要因素.