1、摘要論文題目：高效納米光催化復合材料的設計與合成學科專業(yè)：物理化學學位申請人：毛兵指導教師：朱建副教授李和興教授摘要近年來，半導體光催化劑在能源開發(fā)和環(huán)境治理方面的應用已經引起了世界各國政府、產業(yè)界及各研究領域科學家的廣泛關注，當前的研究熱點主要集中于高效光催化劑的研制和開發(fā)。以Ti02，W03等為代表的氧化物半導體光催化材料以其獨特的性能成為一種潛在的理想光催化材料。但是，單獨半導體作為催化劑不能有效的分離光生電子和空穴，存在量子效率

2、低，太陽能利用率低等關鍵科學技術難題，這極大地制約光催化技術在工業(yè)上的廣泛應用。半導體通過復合的方式可改變材料性能、改變活性位、改善光催化反應的反應過程和對反應動力學行為，從而有助于提高催化劑的量子效率、擴展光響應范圍、改善光催化劑的穩(wěn)定性，因此正逐漸成為半導體光催化材料的研究熱點。因此，本論文研究工作就復合型光催化劑中存在的幾個科學問題展開了研究工作：第一，如何設計復合材料的結合方式，提高復合材料之間的接觸面和組分之間的相互作用；第二

3、，如何合理設計催化劑的活性中心以實現(xiàn)光生電子的快速轉移和分離，從而來探索高催化活性的催化劑；第三，如何設計和構建多級結構的光催化劑來提高光的利用，充分的發(fā)揮催化劑組分的作用的同時降低催化劑成本，設計高效廉價的光催化劑?；谝陨系膸c問題，本論文工作圍繞以下三個方面展開：一、石墨烯包裹W03單晶復合材料的吸附光催化性能研究在清潔水介質條件下合成的具有吸附性能的W03納米棒基礎上，通過光還原輔助溶劑揮發(fā)的方法合成了石墨烯包裹W03單晶的復合

4、材料，石墨烯由于化學作用力和靜電作用力從而緊密的包裹在w03納米棒的表面。同時，我們以IuB的處理為探針反應測試了復合材料的吸附光催化性能。結果表明復合材料具有良好的吸附一光催化性能。這主要歸結于：(1)石墨烯緊密包裹在WO，納米棒的表面，使復合材料一定程度上保留了W03納米棒的吸附性能；(2)由于石墨烯快速轉移光生電子的作用，從而提高了催化劑光生電子一空穴的分離效率，催化AbstractAbstraCtInrecentyears，ap

5、plicationofsemiconductorphotocatalystinenergydeVelopmentaIldenVironmemalhasattractedextensiVeattentionofgoVemmentsandscientistsaroundtheworldResearchanddeVelopmentonhighemcientcatalystismemostimportanttaskforthestudyofph

6、otocatalyticTi02andW03isbecomingtheidealphotocatal)『ticmaterialsfortheiruniqueperfomanceHoweVer，IndividualsemiconductorphotocatalysthaSlowquantumemciencyandlowsolarene略yutilizationproblems，whichrestrictits印plicationinind

7、ustryThenanocompositecanincreasethematerialsurfacearea，theactiVesitesanddynamicconditionstoimproVethephotocatalyticactiVitybysimplecombinetwomaterialtogetherThenallocompositecanalsoincreasingmequalltumemciencyofsinglesem

8、iconductor，extendingthe1ightresponserallge，improVingthelightstabilityandmemalstabilitySoithasbecomethefocusofsemiconductorcompositesresearchTherefore，ourresearchworkismainlybasedonthefollowingpoints：First，howtodesignappr

9、opriatecombinationofmethodstoincreasethecontactsurfaceortoenhancetheinteractionbet、VeenthecomponentsSecond，howtodesigntheactiVecenterofacatalystinordertoachieVerapidtransferorseparationofphoto—generatedelectronsandholes，

10、therebytoexplorethehighcatalyticactiVityofcatalystThird，howtodesigna11dbuildamultileVelstmcturephotocatalysttoimprovethelightuseemciencyand如llyplaytheroleofcatalystcomponents，thus，todesignlowcostbutefjEicientphotocatalys

11、tThespecificworkconsistsofthreepaIrts：1Theresearchonadso印tion—photocatalyticperfoHllanceofsingle—cr)，stalW03withsurfacewr印pedbygrapheneSynthesizeW03nanorodsinthecleanwatermediumconditionsintroducedwith、Vr印pedbygrapheneby

12、asimplemethodDuetochemicalandelectrostaticinteractions，grapheneti曲tlyMappedonthesurfaceoftheW03nanorodsUsingRhBdyeastheprobereaction，wetesttheadso印tionaJldphotocatal”icpropeniesofthecompositematerialsTheresultsshowexcell