| 摘要 | 第4-7页 |
| Abstract | 第7-10页 |
| 第一章 绪论 | 第18-61页 |
| 1.1 能源危机及环境污染的现状与解决途径 | 第18-21页 |
| 1.1.1 能源危机现状 | 第18-19页 |
| 1.1.2 环境污染现状 | 第19-20页 |
| 1.1.3 新能源技术的发展 | 第20-21页 |
| 1.2 光催化基本原理 | 第21-25页 |
| 1.2.1 CO_2光催化还原 | 第21-23页 |
| 1.2.2 光催化降解污染物 | 第23-24页 |
| 1.2.3 光催化抗菌 | 第24-25页 |
| 1.3 光催化效率的影响因素 | 第25-31页 |
| 1.3.1 CO_2分子的吸附过程 | 第25-27页 |
| 1.3.1.1 比表面积 | 第26页 |
| 1.3.1.2 表面能 | 第26-27页 |
| 1.3.1.3 传质过程 | 第27页 |
| 1.3.2 光吸收、光激发、电荷分离过程 | 第27-30页 |
| 1.3.2.1 光吸收过程 | 第27-28页 |
| 1.3.2.2 载流子的体相及表相再复合过程 | 第28-29页 |
| 1.3.2.3 异质结构中电荷的分离过程 | 第29-30页 |
| 1.3.3 产物的脱附过程 | 第30页 |
| 1.3.4 影响产物产率的其他因素 | 第30-31页 |
| 1.3.4.1 氧化半反应 | 第30-31页 |
| 1.3.4.2 光催化反应效率参数 | 第31页 |
| 1.4 光催化剂在能源领域的研究现状 | 第31-43页 |
| 1.4.1 金属氧化物半导体 | 第31-33页 |
| 1.4.2 金属非氧化物半导体 | 第33-35页 |
| 1.4.2.1 金属硫化物 | 第33-35页 |
| 1.4.2.2 金属磷化物 | 第35页 |
| 1.4.2.3 其他非氧化物半导体 | 第35页 |
| 1.4.3 其他常见光催化剂 | 第35-37页 |
| 1.4.3.1 g-C_3N_4基体材料 | 第35-36页 |
| 1.4.3.2 有机金属框架材料(MOFs) | 第36-37页 |
| 1.4.3.3 碳材料 | 第37页 |
| 1.4.4 光催化剂修饰 | 第37-43页 |
| 1.4.4.1 半导体耦合 | 第38-39页 |
| 1.4.4.2 非金属元素掺杂 | 第39-40页 |
| 1.4.4.3 金属元素掺杂 | 第40-42页 |
| 1.4.4.4 元素共掺杂 | 第42页 |
| 1.4.4.5 染料光敏化 | 第42-43页 |
| 1.5 光催化反应器 | 第43-49页 |
| 1.5.1 浆态反应器 | 第44-45页 |
| 1.5.2 固定床反应器 | 第45页 |
| 1.5.3 环形反应器 | 第45-46页 |
| 1.5.4 光纤反应器 | 第46-47页 |
| 1.5.5 蜂窝体反应器 | 第47-48页 |
| 1.5.6 光电池反应器 | 第48-49页 |
| 1.5.7 H型反应器 | 第49页 |
| 1.6 本论文的研究意义及内容 | 第49-51页 |
| 1.6.1 课题的意义 | 第49-50页 |
| 1.6.2 课题的研究内容 | 第50-51页 |
| 1.7 本章小结 | 第51页 |
| 参考文献 | 第51-61页 |
| 第二章 实验研究方法 | 第61-70页 |
| 2.1 实验试剂及仪器 | 第61-63页 |
| 2.1.1 实验试剂 | 第61-62页 |
| 2.1.2 实验仪器 | 第62-63页 |
| 2.2 样品的表征手段 | 第63-69页 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) | 第63页 |
| 2.2.2 场发射扫描电镜(SEM)和X射线能谱分析(EDX) | 第63页 |
| 2.2.3 X射线光电子能谱(XPS) | 第63-64页 |
| 2.2.4 拉曼光谱(Raman) | 第64页 |
| 2.2.5 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS) | 第64页 |
| 2.2.6 光致发光(PL) | 第64-65页 |
| 2.2.7 光电化学测试(PEC) | 第65-67页 |
| 2.2.7.1 光电流密度测试(PCD) | 第65页 |
| 2.2.7.2 电化学交流阻抗谱(EIS) | 第65-66页 |
| 2.2.7.3 开路电位(OCP) | 第66页 |
| 2.2.7.4 线性伏安扫描测试(LSV) | 第66页 |
| 2.2.7.5 Mott-Schottky曲线测试(M-S) | 第66-67页 |
| 2.2.8 光催化性能测试 | 第67-69页 |
| 2.2.8.1 光催化降解 | 第67-68页 |
| 2.2.8.2 光催化还原CO_2 | 第68页 |
| 2.2.8.3 同位素示踪分析 | 第68页 |
| 2.2.8.4 气质联用检测(GC-MS) | 第68-69页 |
| 2.3 本章小结 | 第69页 |
| 参考文献 | 第69-70页 |
| 第三章 TiO_2纳米管电极的制备及其光催化性能研究 | 第70-80页 |
| 3.1 两步法TNA膜基片的制备、表征及性能测试 | 第70-72页 |
| 3.1.1 两步法TNA膜基片的制备 | 第71页 |
| 3.1.1.1 Ti箔的预处理 | 第71页 |
| 3.1.1.2 一步法阳极氧化制备TNA | 第71页 |
| 3.1.1.3 两步法阳极氧化制备TNA | 第71页 |
| 3.1.2 TNA膜基片的表征 | 第71页 |
| 3.1.3 TNA膜基片光电化学及光催化性能测试 | 第71-72页 |
| 3.2 结果分析与讨论 | 第72-78页 |
| 3.2.1 XRD分析 | 第72-73页 |
| 3.2.2 SEM分析 | 第73-75页 |
| 3.2.2.1 一步法与两步法TNA膜表面形貌对比 | 第73-74页 |
| 3.2.2.2 二次氧化电压对TNA膜表面形貌的影响 | 第74-75页 |
| 3.2.3 UV-vis DRS分析 | 第75-76页 |
| 3.2.4 光电化学性能测试 | 第76-77页 |
| 3.2.5 光催化性能测试 | 第77-78页 |
| 3.3 本章小结 | 第78-79页 |
| 参考文献 | 第79-80页 |
| 第四章 Cu_2O、石墨烯共修饰TNA的制备及其光催化性能研究 | 第80-99页 |
| 4.1 Cu_2O/G/TNA膜基片的制备及其表征 | 第81-82页 |
| 4.1.1 催化剂的制备 | 第81-82页 |
| 4.1.1.1 TNA膜基片的制备 | 第81页 |
| 4.1.1.2 Cu_2O/TNA膜基片的制备 | 第81页 |
| 4.1.1.3 G/TNA膜基片的制备 | 第81页 |
| 4.1.1.4 Cu_2O/G/TNA膜基片的制备 | 第81-82页 |
| 4.1.2 催化剂的表征 | 第82页 |
| 4.1.3 光电化学(PEC)性能表征 | 第82页 |
| 4.2 结果分析与讨论 | 第82-95页 |
| 4.2.1 XRD分析 | 第82-83页 |
| 4.2.2 SEM分析 | 第83-86页 |
| 4.2.3 Raman光谱分析 | 第86页 |
| 4.2.4 XPS分析 | 第86-88页 |
| 4.2.5 UV-vis DRS分析 | 第88-89页 |
| 4.2.6 PL分析 | 第89-91页 |
| 4.2.7 PEC测试分析 | 第91-95页 |
| 4.2.7.1 光电流密度分析 | 第91-93页 |
| 4.2.7.2 电化学交流阻抗分析(EIS) | 第93-94页 |
| 4.2.7.3 开路电位分析(OCP) | 第94-95页 |
| 4.2.7.4 线性伏安扫描分析(LSV) | 第95页 |
| 4.3 本章小结 | 第95-96页 |
| 参考文献 | 第96-99页 |
| 第五章 Cu_2O/G/TNA膜基片的光催化应用研究 | 第99-120页 |
| 5.1 光催化降解亚甲基蓝应用研究 | 第100-103页 |
| 5.1.1 光催化降解亚甲基蓝实验步骤 | 第100页 |
| 5.1.2 光催化降解亚甲基蓝实验结果分析与讨论 | 第100-102页 |
| 5.1.3 光催化降解亚甲基蓝机理分析 | 第102-103页 |
| 5.2 光催化抗菌应用研究 | 第103-107页 |
| 5.2.1 光催化抗菌实验步骤 | 第103-104页 |
| 5.2.1.1 大肠杆菌的培养 | 第103-104页 |
| 5.2.1.2 光催化抗菌实验 | 第104页 |
| 5.2.2 光催化抗菌实验结果分析与讨论 | 第104-105页 |
| 5.2.3 光催化抗菌机理分析 | 第105-107页 |
| 5.3 光催化还原CO_2应用研究 | 第107-117页 |
| 5.3.1 光催化还原CO_2实验步骤 | 第107-109页 |
| 5.3.2 光催化还原CO_2实验结果的分析与讨论 | 第109-117页 |
| 5.3.2.1 光催化还原CO_2产物的检测与标定 | 第109-110页 |
| 5.3.2.2 光催化还原CO_2合成CH_3OH活性评价 | 第110-111页 |
| 5.3.2.3 空白实验及同位素追踪实验 | 第111-113页 |
| 5.3.2.4 光催化剂稳定性测试 | 第113-116页 |
| 5.3.2.5 光催化还原CO_2机理探讨 | 第116-117页 |
| 5.4 本章小结 | 第117-118页 |
| 参考文献 | 第118-120页 |
| 第六章 N、Fe共掺杂BiVO_4的制备及其光催化性能研究 | 第120-146页 |
| 6.1 N、Fe共掺杂BiVO_4纳米颗粒的制备及其表征 | 第121-123页 |
| 6.1.1 催化剂的制备 | 第121-123页 |
| 6.1.2 催化剂的表征 | 第123页 |
| 6.2 光催化性能评价 | 第123-124页 |
| 6.2.1 光电化学性能测试 | 第123页 |
| 6.2.1.1 光催化剂膜电极的制备 | 第123页 |
| 6.2.1.2 光电化学测试 | 第123页 |
| 6.2.2 光催化性能评价 | 第123-124页 |
| 6.2.2.1 可见光催化降解亚甲基蓝 | 第123-124页 |
| 6.2.2.2 可见光催化还原CO_2 | 第124页 |
| 6.3 结果分析与讨论 | 第124-143页 |
| 6.3.1 SEM分析 | 第124-125页 |
| 6.3.2 XRD分析 | 第125-127页 |
| 6.3.3 XPS分析 | 第127-129页 |
| 6.3.4 UV-Vis DRS分析 | 第129页 |
| 6.3.5 PL分析 | 第129-131页 |
| 6.3.6 PEC测试分析 | 第131-133页 |
| 6.3.6.1 光电流密度分析 | 第131-132页 |
| 6.3.6.2 交流阻抗分析 | 第132页 |
| 6.3.6.3 Mott-Schottky测试分析 | 第132-133页 |
| 6.3.7 光催化降解亚甲基蓝性能 | 第133-137页 |
| 6.3.7.1 Fe掺杂量对材料的光催化降解活性影响 | 第133-135页 |
| 6.3.7.2 催化剂用量对光降解性能影响 | 第135-136页 |
| 6.3.7.3 亚甲基蓝初始浓度对光降解性能影响 | 第136-137页 |
| 6.3.7.4 亚甲基蓝溶液pH值对光降解性能的影响 | 第137页 |
| 6.3.8 光催化还原CO_2性能 | 第137-142页 |
| 6.3.8.1 Fe掺杂量对光还原CO_2性能的影响 | 第138-140页 |
| 6.3.8.2 BVO光还原CO_2稳定性分析 | 第140页 |
| 6.3.8.3 自由基捕获剂对光还原CO_2性能的影响 | 第140-142页 |
| 6.3.9 BVO光催化机理的探讨 | 第142-143页 |
| 6.4 本章小结 | 第143-144页 |
| 参考文献 | 第144-146页 |
| 第七章 全文结论与展望 | 第146-149页 |
| 7.1 全文结论 | 第146-148页 |
| 7.2 展望 | 第148-149页 |
| 致谢 | 第149-150页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及待发表论文 | 第150页 |
