可见光响应型异质结光催化材料的设计、制备及其光催化性能研究

光催化材料在解决能源和环境问题方面具有重要的应用前景，但是目前其量子效率还比较低，光响应范围还比较窄，其太阳能转换效率比较低，从而制约了光催化技术的应用。本项目通过使用Materials Studio软件包对一系列半导体光催化材料的能带结构进行计算和分析，根据能带位置匹配的要求，设计异质结半导体光催化材料，采用X射线粉末衍射、电镜和元素分析等手段对光催化材料结构进行研究。进而研究其光催化降解有机污染物、光催化转换CO2的性能，使用原位漫反射红外技术对反应过程中催化剂开展原位表面分析，确定催化活性中心，同时使用Materials Studio软件包对催化反应机理进行模拟和分析，通过反应机理的研究进一步探讨异质结对光催化性能的影响，以其达到提高量子效率、拓宽可见光响应范围，提高太阳能转换效率的目的。通过本项目研究，可以为拓宽光催化材料的光响应范围、提高光催化材料的量子效率提供理论和实验依据。

光催化材料在解决能源和环境问题方面具有重要的应用前景，但是目前其量子效率还比较低，光响应范围还比较窄，其太阳能转换效率比较低，从而制约了光催化技术的应用。本项目主要制备并研究C3N4/HSbO3，C3N4/Sb2OS2，C3N4/BiOI，Bi2S3/SrTiO3，Bi2S3/Bi2MoO6，C3N4/SnO2形成的异质结光催化剂的光催化性能。通过XRD，SEM，TEM，HRTEM和PL对所制备的异质结光催化剂进行了表征，通过光催化降解RhB对其光催化性能进行了研究。实验研究表明，异质结光催化剂具有较高的光催化活性，活性的提高来自于形成异质结的两种化合物的有效接触。通过本项目研究，为拓宽光催化材料的光响应范围、提高光催化材料的量子效率提供部分实验依据