【摘 要】
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环境污染问题随着时代的快速发展而受到越来越多人关注。煤炭、石油、天然气等化石能源是社会所需的主要能源,但它们的燃烧造成了严重的环境污染。同时,生产日常必需品所制造的染料废水也对水资源造成严重污染。随着可持续发展理念的普及,人们对绿色能源越来越重视。太阳能资源丰富,属于清洁能源,且半导体光催化技术则是一种以太阳光为直接驱动力的绿色环保技术。因此,设计和探索高性能、低成本光催化材料尤为重要。本文以Sn
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环境污染问题随着时代的快速发展而受到越来越多人关注。煤炭、石油、天然气等化石能源是社会所需的主要能源,但它们的燃烧造成了严重的环境污染。同时,生产日常必需品所制造的染料废水也对水资源造成严重污染。随着可持续发展理念的普及,人们对绿色能源越来越重视。太阳能资源丰富,属于清洁能源,且半导体光催化技术则是一种以太阳光为直接驱动力的绿色环保技术。因此,设计和探索高性能、低成本光催化材料尤为重要。本文以SnO2纳米材料为研究对象,以简单可控、合成产物具备环境友好性的水热合成法为主要制备方法,系统研究复合半导体材料对光催化性能的影响,对相关机理进行探究,同时对复合材料的电化学性能进行测试,主要内容如下:通过简单的一步水热方法,成功制备出空心六方棱镜状SnO2样品。制备的样品粉末分别对曙红染液、亚甲基蓝染液以及刚果红染液进行光催化性能测试,降解率分别为:曙红（96%）＞亚甲基蓝（92%）＞刚果红（56%）;选定曙红染液,以催化降解25 min为基准,以所制备的样品与花状SnO2、商业用SnO2粉末进行光催化性能对比测试,同时进行循环稳定性测试,实验结果表明所制备的空心六方棱镜状SnO2具备良好的光催化性能;为了弥补SnO2禁带宽度较宽的缺陷,将窄带隙的Fe2O3纳米材料与SnO2复合进行光催化改性研究。分别对单一SnO2材料与SnO2@Fe2O3进行光催化性能测试。所制备的单一SnO2纳米材料进行光催化降解,以30 min为基准,对于三种染料的降解率分别为:曙红（93%）＞刚果红（91%）＞亚甲基蓝（83%）,而对比SnO2@Fe2O3纳米复合材料的光催化性能,催化降解15 min后对于曙红染液的降解率高达99%,由此得知复合Fe2O3后明显提升了材料的光催化性能。作为电极材料,SnO2@Fe2O3纳米异质结构显示出更高的容量以及更长的充放电时间。所制备的SnO2@Fe2O3复合材料表现出76 m F/cm~2的比容量（2 m A/cm~2）。为进一步提升材料的光催化性能,将高活性的Ni元素加入到Sn基材料中。水热法制备Ni-Sn S2,通过马弗炉煅烧在Ni-Sn S2表面生长Ni-SnO2材料,控制煅烧时间得到复合不同程度的Ni-Sn S2/SnO2,对所制备的Sn S2、Ni-Sn S2以及煅烧50 min、100 min、200min以及400 min的样品进行光催化性能测试。配制10 mg/L的曙红染液,以降解时间30 min为基准。当煅烧时间为100 min时,所制备的Ni-Sn S2/SnO2样品的光催化性能明显高于其他样品,降解率达到98%。对煅烧100 min的样品进行电化学性能测试,材料表现出60.8 m F/cm~2的比容量（1m A/cm~2）,并且在10000次充放电后仍保持初始容量的90%以上。
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