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圜⒈C芸冢凇杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤作者签名:瘅瞻学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书湖南大学本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。夕矿本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文本学位论文属于导师签名:勿日期:年月日的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。⒉槐C躠。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉皏”作者签名:月日●’
摘随着我国经济的高速发展,环境污染,能源短缺,人民生理健康问题日趋严重。本论文以有机污染物的快速筛查及去除为目标,以提高二氧化钛纳米管阵列的光/电催化活性为研究重点,开展了二氧化钛基复合纳米功能材料应用于生物传感和有机污染物去除领域的基础研究。纳米管阵列具有表面形貌均一、孔径长度可调、高度取向、以及独特的电学、光学特性,自年被首次阳极氧化法制备以来,引起极大的研究兴趣。已有研究表明纳米管阵列材料在光催化及传感领域具有广泛的应用前景。。另外半导体材料导电率低,不能有效传递光生载流子,使得光生电子容易与光生空穴复合,降低了其光电转化效率。本论文针对以上问题开展研究,通过对纳米管阵列材料进行掺杂和修饰以提高对太阳光的利用率和光电转化效率,开展了基复合纳米功能材料的构效关系,及在传感和有机污染物去除中的应用的研究。具体研究内容如下:针对目前能源紧缺问题,我们开展了光解水制氢中提高光催化效率的研究以及纳米管阵列的光敏化研究。半导体材料中存在大量的缺陷,。加入电子供体可以消耗光生空穴,。我们研究了电子供体类型与催化效率的关系。在所研究的三种电子供体!⒓状己鸵颐中,乙醚表现出最强的施电子能力。在サ囊颐鸭钜褐蠺擅坠苷罅胁牧的光电流密度增强了倍。有机金属配合物在可见光区有很高的吸收系数,具有光敏化纳米半导体材料作用。我们通过自组装方式将有机金属配合物,“,奘斡赥擅坠苷罅材料上,所得复合材料对可见光有很好的吸收。贵金属、的工作函比半导体的工作函高,光生电子从迁移到邻近金属纳米颗粒上,导致在每个金属纳米颗粒与纳米管接触面区域形成肖特基势垒。肖特基势垒起到了有效的“电子陷阱饔茫避免了光生电子与空穴的复合,从而提高电极材料的光电催化活性。同时贵金属材料优良的导电性能有利于电子传导。我们采用电沉积技术,成功地在纳米管上修饰贵金属纳米颗粒;、纳米颗粒极大地促进了纳米材料的光电催化活性,纳米修饰的纳米管对甲基橙和三硝基酚墓獾缃到庑Ч直鹛岣..博十学位论文Ⅱ
窄带半导体材料不仅可以提高复合材料对可见光的吸收还可以促进光生有线性响应,检测下限为从能带匹配原则出发,选择适当的窄带半导体材料与纳米管阵列组成复合材料。当所选窄带半导体材料的导带更负于导带时,光生电子较易从窄带半导体的导带转移至导带,同时光生空穴在窄带半导体的价带处聚集,形成空穴中心进一步增强氧化作用。因此,修饰载流子的分离,从而提高复合材料的光电性能。基于此,我们研究了二元或三元异质窄带半导体,嘎./纳米管复合材料的光电催化性能。擅卓帕:凸蠼鹗鬚奘蔚腡擅坠芨春材料对大肠杆菌表现出较好的光电杀菌效果;以./纳米管阵列为基底所构建的无标记光电化学免疫传感器,对持久性有机污染物五氯苯酚硐殖槊簦哐≡裥韵煊Α<觳庀孪。本工作为半导体材料在光电传感领域的应用进行了有价值的探索。通过以上对基于纳米管阵列复合纳米材料的设计、开发与应用研究,发展了基于半导体材料光电效应的传感分析技术,所制新颖的无标记光电化学免疫传感器开创了半导体材料在光电分析领域的应用;探索了多元异质复合纳米材料对环境致病菌的杀菌作用和对有机污染物的光电催化消除作用,为实现对环境污染物的锁定和去除提供了新的思路;研究了新能源电极材料性能优化途径,为解决能源紧缺进行了有益探索。关键词:阳极氧化;二氧化钛纳米管阵列;半导体;贵金属;环境污染;光催化反应;传感只
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