半導(dǎo)體催化劑的制備及其在光催化有機(jī)合成和葡萄糖傳感器中的應(yīng)用探索.pdf

1、半導(dǎo)體材料由于具有特殊的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)，一直以來都是科研工作者的研究熱點(diǎn)之一。隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體材料和納米技術(shù)的結(jié)合越來越緊密。將半導(dǎo)體材料的尺度縮小到納米級別，由于量子效應(yīng)的影響，材料各方面的性能都能得到改善，所以制備納米尺度的半導(dǎo)體材料以及從納米尺度對其進(jìn)行修飾從而獲得具有高活性的半導(dǎo)體材料是該領(lǐng)域現(xiàn)階段的主要研究任務(wù)。
　　光催化有機(jī)合成反應(yīng)是半導(dǎo)體材料作為光催化劑的主要應(yīng)用之一。本文分別通過模板法和化學(xué)腐蝕法制

2、備了兩種不同孔徑的介孔Cu2O納米材料，并研究其在可見光激發(fā)下對aza–Henry反應(yīng)的催化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，多孔材料用作光催化劑，材料的催化活性不僅受材料本征催化性能的影響而且還受內(nèi)擴(kuò)散作用的影響。另外，本文還將該多孔Cu2O負(fù)載到玻碳電極上，并研究其對葡萄糖的傳感性能，結(jié)果顯示，電催化葡萄糖氧化（葡萄糖傳感）過程同樣也受葡萄糖分子在多孔Cu2O中質(zhì)量傳遞性能的影響。
　　光生電子和空穴的復(fù)合是制約半導(dǎo)體光催化活性的最主要原因

3、之一。為了有效的提高半導(dǎo)體的光催化性能，本文制備了半導(dǎo)體單體與輔助催化劑（貴金屬、其它半導(dǎo)體以及碳材料）復(fù)合的多元光催化劑，并系統(tǒng)的研究了其對光催化有機(jī)合成反應(yīng)的催化性能，在此基礎(chǔ)上深入探討了半導(dǎo)體光催化劑性能提高的原因。研究結(jié)果顯示：（1）通過陰離子交換作用將半導(dǎo)體光催化劑BiVO4上的部分VO43-替換為S2-制備出的Bi2S3/BiVO4復(fù)合材料比BiVO4單體具有更好的催化活性；（2）通過原位生長法將貴金屬Au負(fù)載在半導(dǎo)體Cu2

4、O上能夠顯著的提升催化劑的催化性能；（3）將半導(dǎo)體光催化劑PbBiO2Br負(fù)載到RGO上制備出的RGO–PbBiO2Br復(fù)合催化劑顯示出比PbBiO2Br單體更優(yōu)異的催化性能?？偠灾?，助催化劑的添加能夠有效的抑制光生空穴和電子的復(fù)合，延長它們的壽命，從而使半導(dǎo)體材料的光催化活性顯著的提高。
　　綜上所述，本文利用多種方法制備了幾種半導(dǎo)體納米材料，并通過形成多孔結(jié)構(gòu)，添加助催化劑的方法使其光催化以及電催化性能得到了顯著提高，所得材