| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| Chapter 1 Introduction and Literature review | 第14-32页 |
| 1.1 Background | 第14-16页 |
| 1.2 Introduction to materials and defect states | 第16-17页 |
| 1.3 Wide bandgap semiconductors | 第17-18页 |
| 1.4 ZnO and TiO_2 | 第18-20页 |
| 1.5 Graphene and Graphene oxide | 第20-22页 |
| 1.6 Reduced graphene oxide and semiconductor composites | 第22-24页 |
| 1.6.1 Reduced graphene oxide-ZnO | 第22-23页 |
| 1.6.2 Reduced graphene oxide-TiO_2 | 第23-24页 |
| 1.7 Defects in semiconductors | 第24-25页 |
| 1.8 ZnO defect states | 第25页 |
| 1.9 TiO_2 defect states | 第25-26页 |
| 1.10 Effect of defect states on photocatalysis | 第26-28页 |
| 1.11 Recovery of photocatalyst | 第28-29页 |
| 1.12 Chemical synthesis of catalyst magnetic nanocomposites | 第29-30页 |
| 1.12.1 Co-precipitation Method | 第29-30页 |
| 1.12.2 Microwave Synthesis | 第30页 |
| 1.13 The objective of this work | 第30-32页 |
| Chapter 2 Experimental and Instrumentation | 第32-40页 |
| 2.1 Introduction | 第32页 |
| 2.2 Experimental section | 第32-33页 |
| 2.2.1 Reagents and Chemicals | 第32页 |
| 2.2.2 Sample preparations | 第32-33页 |
| 2.3 Instrumentation | 第33-39页 |
| 2.3.1 X-ray diffraction (XRD) | 第33-34页 |
| 2.3.2 RAMAN spectroscopy | 第34页 |
| 2.3.3 Transmission electron microscopy (TEM) | 第34-36页 |
| 2.3.4 Scanning electron microscopy (SEM) | 第36-37页 |
| 2.3.5 UV-VIS spectroscopy | 第37页 |
| 2.3.6 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) | 第37-38页 |
| 2.3.7 PL spectroscopy | 第38页 |
| 2.3.8 Photocurrent and EIS | 第38-39页 |
| 2.4 Summary | 第39-40页 |
| Chapter 3 Lattice defects of ZnO and hybrids with GO: Characterization, EPR and Optoelectronic properties | 第40-58页 |
| 3.1 Introduction | 第40-41页 |
| 3.2 Preparation of samples | 第41页 |
| 3.2.1 Preparation of ZnO nanoparticles | 第41页 |
| 3.2.2 Preparation of GZ composites | 第41页 |
| 3.3 Microstructures, morphology and phase composition characterization | 第41-46页 |
| 3.4 Photoluminescence properties | 第46-48页 |
| 3.5 Bonding and defect characterization by XPS | 第48-51页 |
| 3.6 Absorbance properties | 第51-52页 |
| 3.7 Electrochemical properties | 第52-54页 |
| 3.8 Electron paramagnetic resonance properties | 第54-56页 |
| 3.9 Summary | 第56-58页 |
| Chapter 4 Defect engineering of ZnO nanoparticles by graphene oxide leading to enhanced visible light photocatalysis | 第58-84页 |
| 4.1 Introduction | 第58-60页 |
| 4.2 Preparation of samples | 第60-61页 |
| 4.2.1 Preparation of zinc oxide nanoparticles | 第60页 |
| 4.2.2 Preparation of Fe_3O_4@Si O2 magnetic nanoparticles | 第60-61页 |
| 4.2.3 Preparation of GZF composites | 第61页 |
| 4.3 Microstructures, morphology and phase composition characterization | 第61-65页 |
| 4.4 Magnetic measurements | 第65-66页 |
| 4.5 Photoluminescence properties | 第66-69页 |
| 4.6 Bonding and defects characterizations by XPS | 第69-70页 |
| 4.7 Absorbance properties | 第70-73页 |
| 4.8 Photocurrent response | 第73-74页 |
| 4.9 Photocatalytic activity | 第74-83页 |
| 4.9.1 Photocatalytic degradation of methylene blue and BPA | 第74-75页 |
| 4.9.2 Apparent rate constants | 第75-76页 |
| 4.9.3 Methylene blue and BPA photodegradation | 第76-83页 |
| 4.10 Summary | 第83-84页 |
| Chapter 5 ZnO flowers and graphene oxide hybridization for efficient photocatalytic degradation of o-xylene in water | 第84-102页 |
| 5.1 Introduction | 第84-85页 |
| 5.2 Sample preparation | 第85-86页 |
| 5.2.1 Preparation of zinc oxide flowers | 第85页 |
| 5.2.2 Preparation of GZ-hybrids | 第85-86页 |
| 5.3 Growth of ZnO from particles to flowers | 第86-87页 |
| 5.4 Microstructures, morphology and phase composition characterization | 第87-89页 |
| 5.5 Absorbance properties | 第89-90页 |
| 5.6 Photoluminescence properties | 第90-91页 |
| 5.7 ZnO-graphene oxide bonding and defect characterization by XPS | 第91-92页 |
| 5.8 Photocurrent response | 第92-93页 |
| 5.9 Electrochemical Properties | 第93-95页 |
| 5.10 Photocatalytic activity | 第95-100页 |
| 5.10.1 Photo-catalytic degradation of o-xylene | 第95-97页 |
| 5.10.2 Effect of Ethanol on the degradation percentage of o-xylene | 第97-98页 |
| 5.10.3 Effect of potassium iodide (KI) on the degradation percentage of o-xylene .. | 第98-99页 |
| 5.10.4 Effect of N2 gas purging on photo-catalytic degradation of o-xylene | 第99页 |
| 5.10.5 Recyclability | 第99-100页 |
| 5.11 Summary | 第100-102页 |
| Chapter 6 TiO_2 hollow nanobox-graphene composites for excellent photo-catalytic conversion of CO_2 to CH_4 | 第102-118页 |
| 6.1 Introduction | 第102-103页 |
| 6.2 Preparation of samples | 第103-104页 |
| 6.2.1 Preparation of hollow TiO_2 nanoboxes | 第103页 |
| 6.2.2 Preparation of Fe_3O_4@SiO_2 magnetic nanoparticles | 第103-104页 |
| 6.2.3 Preparation of TFSG composites | 第104页 |
| 6.3 Microstructures, morphology and phase composition characterization | 第104-106页 |
| 6.4 Bonding and defect characteristics by XPS | 第106-109页 |
| 6.5 Electron paramagnetic resonance measurements | 第109-110页 |
| 6.6 Absorbance and magnetic properties | 第110-111页 |
| 6.7 Photo current and electrochemical measurements | 第111-112页 |
| 6.8 Photocatalytic activity | 第112-116页 |
| 6.8.1 Photocatalytic CO_2 conversion to CH_4 and H_2 production | 第112-113页 |
| 6.8.2 Photocatalytic CO_2 conversion to CH_4 | 第113-115页 |
| 6.8.3 Photocatalytic H_2 evaluation | 第115-116页 |
| 6.9 Summary | 第116-118页 |
| Chapter 7 Conclusion and Future work | 第118-122页 |
| 7.1 Conclusions | 第118-120页 |
| 7.2 Future work | 第120-122页 |
| References | 第122-146页 |
| List of Publications | 第146-148页 |
| Acknowledgements | 第148页 |
