Zn基LDH光催化材料催化氧化氮氧化物的性能和反应机理研究.pdf

目录

摘要I

ABSTRACTIII

第1章绪论1

1.1课题研究背景及意义1

1.2半导体光催化技术2

1.2.1光催化技术基本原理2

1.2.2光催化效率的影响因素3

1.2.3常见半导体光催化剂3

1.3光催化NO氧化4

1.4层状双金属氢氧化物类光催化剂研究进展4

1.4.1层状双金属氢氧化物光催化剂4

1.4.2Zn基层状双金属氢氧化物光催化剂6

1.5层状双金属氢氧化物光催化剂改性方法6

1.5.1构造异质结6

1.5.2缺陷调控7

1.5.3元素掺杂和沉积8

1.5.4拓扑转化8

1.6选题依据及创新点9

1.6.1选题依据9

1.6.2主要研究内容和创新点9

第2章实验材料、仪器及方法11

2.1实验材料及仪器11

2.1.1实验材料11

2.1.2实验仪器11

2.2光催化剂表征测试12

2.3光催化氧化降解NO性能评价12

2.4密度泛函理论计算13

2.5原位红外光谱技术13

第3章Ag/ZnO/ZnAl-LDH异质结光催化NO氧化的性能与机理15

3.1引言15

3.2光催化剂的制备16

3.3结果和讨论17

3.3.1微观结构和化学成分17

3.3.2光学特性和光催化性能19

3.3.3电荷迁移机制和活性氧物种的产生23

3.3.4光催化NO氧化机理28

3.4本章小结30

第4章ZnTi-LDH光催化NO氧化的性能与机理31

4.1引言31

4.2光催化剂的制备31

4.3结果和讨论32

4.3.1结构组成和光学特性32

4.3.2光催化NO氧化性能34

4.3.3光电性质和表面羟基缺陷的动态演化35

4.3.4光催化NO氧化机理41

4.4本章小结43

第5章氧缺陷ZnTi-LDH光催化NO氧化的性能与机理44

5.1引言44

5.2光催化剂的制备44

5.3结果和讨论44

5.3.1微观结构和化学组成44

5.3.2光学特性和光催化性能46

5.3.3电荷迁移机制和活性氧物种的产生48

5.3.4光催化NO氧化机理51

5.4本章小结53

第6章结论与展望54

6.1结论54

6.2展望55

参考文献56

致谢67

攻读硕士学位期间科研成果、参与课题及获奖情况68

Zn基LDH光催化材料催化氧化氮氧化物的性能和反应机理

研究

摘要

氮氧化物（NO）的净化消除一直是大气污染治理中不可忽视的一环，其作

x

为一种典型的大气污染物会刺激人类的呼吸系统影响人体健康，同时作为酸雨的

主要成因对生态环境造成破坏，也可以通过光化学反应产生大量二次污染物形成

光化学烟雾加重对人体健康和生态环境的破坏。光催化作为一种节能、高效、可

持续的绿色技术，在深度净化低浓度NOx方面具有极好的应用前景。但是，载流

子分离效率较低和光催化反应机理不明仍然是限制光催化技术投入实际应用的

重要原因。层状双金属氢氧化物（LayeredDoubleHydroxides,LDH）作为一种二

维层状材料，成本低廉、合成简单，尤其是Zn基LDH，更是因为独特的利于产

生活性氧物种的能带结构而在光催化领域受到青睐。但是，LDH电荷迁移效率

低和