摘要：化石燃料的快速消耗導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境問題,特別是全球變暖和霧霾.尋找替代傳統(tǒng)化石能源的清潔能源是當(dāng)務(wù)之急.光催化水分解技術(shù)被認(rèn)為是將太陽能轉(zhuǎn)化為綠色可再生能源的一種很有前景的方法.作為一種用于光催化的半導(dǎo)體材料,需要滿足三個條件:(1)帶隙要高于水分解的電壓(1.23 e V);(2)帶邊緣位置應(yīng)跨越氫還原電位和氧氧化電位;(3)在光催化過程中,光催化材料應(yīng)具有抗光腐蝕的穩(wěn)定性.然而,水氧化的半反應(yīng)是非常困難的,主要是涉及到復(fù)雜的四電子氧化過程和O-O鍵形成的高激活能量.TiO2是光催化劑中最重要的材料之一,因為它具有成本低,無毒,光穩(wěn)定性好等優(yōu)點。但TiO2的可見光利用率低,載流子復(fù)合率高,光催化效率受到嚴(yán)重限制.通過H2還原可以引入Ti3+,還原得到的TiO2帶隙變窄,具有較好的可見光催化產(chǎn)氧活性.由于貴金屬納米粒子具有表面等離子體共振(SPR)效應(yīng),將貴金屬(如金或者銀)與TiO2結(jié)合是將光催化劑的光吸收邊擴展到更長的波長一種有效途徑.然而,貴金屬的價格限制了它們的商業(yè)化,因此需要低成本的金屬作為替代品.最近,金屬鉍(Bi)被證明是貴金屬的理想替代品,具有明顯的SPR效應(yīng),在可見光甚至近紅外范圍具有優(yōu)異的光吸收性能.通過光還原,化學(xué)還原,水熱還原等還原方法,可以方便地獲得金屬Bi.然而,通過原位沉積的方法將金屬Bi納米粒子直接沉積到半導(dǎo)體表面仍然是一個很大的挑戰(zhàn).本文采用雙金屬有機骨架衍生的合成策略,通過調(diào)節(jié)合成溫度,將金屬Bi原位沉積到還原TiO2微球表面(Bi@R-TiO2).采用X射線衍射,掃描電鏡,透射電鏡, X射線光電子能譜,漫反射光譜,光致發(fā)光光譜,阻抗,光電流響應(yīng)等表征技術(shù)對制備樣品的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進行了研究.結(jié)果表明,通過乙二醇可以將Ti4+還原為Ti3+得到還原的TiOx, Bi3+同時也被還原為金屬Bi.當(dāng)退火溫度控制
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