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1. 研究目的与意义
以CeCl37H2O和Ti(OC4H9)4为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ce/Ti基氧化物半导体光催化剂,并探讨制备工艺的影响。
2. 国内外研究现状分析
1. 半导体光催化技术发展简介
1972年,fujishima和honda在《nature》杂志上发表了关于在tio2电极上光解水的论文[1]。1976年,garey[2]等人的研究将光催化技术拓展到降解污水中的有机物,并在紫外光下成功脱除了多氯联苯中的氯。1977年,frank[3]等人发布了cn-被光催化氧化为ocn-的研究成果。随后的研究表明,卤代有机物也能被光催化剂有效的降解。此后人们从许多领域对tio2的光催化行为进行了深入的研究[4],经过这几十年的研究,光催化形成了两大分支:环境光催化和太阳能转化光催化。太阳能转化光催化主要是光催化分解水制得氢气;环境光催化主要是解决环境污染问题,由于它对有机物的降解程度高、应用的范围广泛,没有二次污染,因此,环境光催化是现在较为热门的研究。
2. 半导体光催化技术原理
半导体的能带结构通常是由低能价带和高能导带构成,在价带和导带间存在着的区域叫做禁带,区域的宽度叫做禁带宽度。宽度大概为0.2-3.0ev,在禁带之间不存在电子,是不连续的区域。半导体材料的光催化性就是由这种特殊的能带结构决定的。当半导体表面受到光波波长小于或等于波长阈值的光照射时,部分光被半导体吸收,处于价带中的电子吸收光子的能量后被激发跃迁到导带中,在价带中产生空穴,从而产生拥有高活性的空穴、电子对。它具备很强的氧化能力,可以将吸附在半导体表面的oh-和h2o进行氧化,形成具有强氧化性的羟基自由基和超氧离子,将有机污染物氧化降解[5-6]。另外,空穴也能直接吸附在半导体表面的有机物质中的电子,使原本不吸收光的物质直接被氧化分解。这两种氧化方式都能起到作用。
3. 半导体光催化技术特点
半导体光催化技术作为新出现的污染处理方法,与传统的环境污染净化技术相比较,有着多方面的优越性,具体分为以下几点:
3. 研究的基本内容与计划
2017.2.20-2017.2.26 查阅文献
2017.2.27-2017.3.5 制定实验方案,撰写文献综述
2017.3.6-2017.6.4 ce/ti基氧化物半导体光催化剂的制备
4. 研究创新点
采用溶胶-凝胶法制备了Ce/Ti基氧化物半导体光催化剂,并探讨制备工艺的影响,为复合半导体光催化剂的合成和应用开辟一条新途径。
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