Z型Pt@Au-BiVO4光催化剂的可控制备及催化制氢研究任务书

 2021-08-20 10:08

1. 毕业设计(论文)主要内容:

自从1972年,科学家Fujishima和Honda通过研究以金红石相二氧化钛为阳极和铂黑作阴极,光电催化光解水对应的有O2和H2产生,越来越多的人致力于研究构建有效的多相光催化和光电催化分解水体系,为治理环境污染和解决能源匮乏问题提供了新的思路和方向。从半导体光化学的角度看,光催化剂的作用是光照射半导体的表面使表面被激发或加快发生特定的氧化和还原反应。光催化剂BiVO4因为具有化学性质稳定、价格低廉以及资源丰富等优点受到了广泛的关注。最近研究表明:通过对WO3表面晶面的控制及沉积贵金属形成Z型结构,通过不同光源的照射,有效提高光催化剂产氧的能力。例如BiVO4原本不能产氢,通过构成Z型结构能使BiVO4产氢,且在不同波长光源的照射下,研究光生电子的转移方向,提高其制氢性能或光催化降解有机污染物的能力。因此,探索Z型Pt@Au-BiVO光催化剂的可控制备条件对构成一种新型的制氢或降解光催化具有非常重要的借鉴意义。本论文拟将以Bi(NO3)·5H2O和NH4VO3为原料,浓NH3.H2O调节pH,采用水热反应来促进BiVO4的生成,通过控制浓NH3·H2O的量来控制反应的pH、反应温度和反应时间等方法来控制合成以{010}面为主的BiVO4纳米片;通过控制光照时间光沉积Au和Pt在BiVO4纳米片的{010}晶面上,主要合成晶面有高暴露{010}面、Z型的Pt@Au-BiVO4光催化剂。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1)论文主要任务及要求:

1. 合成BiVO4纳米片;

2.探讨光照时间对Pt, Au在BiVO4晶面上沉积的影响;

3.探讨构成Z型结构的Pt@Au-BiVO4光催化剂光催化制氢的性能。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第一周至第四周 查阅文献,撰写开题报告;

第五周至第八周 探讨Z型结构的Pt@Au-BiVO4纳米片光催化剂的合成参数;

第九周至第十五周探讨构成Z型结构的Pt@Au-BiVO4光催化剂光催化制氢的性能,撰写本科毕业论文。

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4. 主要参考文献

1.Li, R.; Zhang, F.; Wang, D.; Yang, J.; Li, M.; Zhu, J.; Zhou, X.; Han, H.; Li, C., Spatial separation of photogenerated electrons and holes among {010} and {110} crystal facets of BiVO4. Nature Communications 2013, 4, 1432.

2. Tanaka, A., Hashimoto, K., Kominami, H., Visible-Light-Induced Hydrogen and Oxygen Formation over Pt/Au/WO3Photocatalyst Utilizing Two Types of Photoabsorption Due to Surface Plasmon Resonance and Band-Gap Excitation. Journal of the American Chemical Society 2014, 136(2), 586-589.
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