【摘 要】
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目前，化石燃料过度使用造成的全球能源短缺以及愈加严峻的环境污染事件成为人类面临的严峻挑战。使用如太阳能这样具备可再生、干净无毒、拥有极大应用潜能特性的新型可替代能源变得迫在眉睫。但目前在能源及环保领域中太阳能的利用存在诸多弊端，合理利用太阳能将有望解决当前甚至是今后世界对能源及环保的急切需求。半导体光催化技术能够实现太阳能与化学能二者之前的直接转化，且价格较低，操作难度不高，方便快捷，特别在降解污染物和光解水制备氢气等领域具有着深远的现实意义。本文利用半导体光催化技术，将新型光催化材料g-C3N4、传统光
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目前，化石燃料过度使用造成的全球能源短缺以及愈加严峻的环境污染事件成为人类面临的严峻挑战。使用如太阳能这样具备可再生、干净无毒、拥有极大应用潜能特性的新型可替代能源变得迫在眉睫。但目前在能源及环保领域中太阳能的利用存在诸多弊端，合理利用太阳能将有望解决当前甚至是今后世界对能源及环保的急切需求。半导体光催化技术能够实现太阳能与化学能二者之前的直接转化，且价格较低，操作难度不高，方便快捷，特别在降解污染物和光解水制备氢气等领域具有着深远的现实意义。本文利用半导体光催化技术，将新型光催化材料g-C3N4、传统光催化材料TiO2与BiPO4、BiVO4进行改性结合。将改性后的复合光催化剂用于光照条件下的有机污染物降解及光解水制氢，实现了对太阳能的有效利用。现将主要成果总结如下：
（1）通过超声法制备了g-C3N4/BiPO4复合光催化剂，在可见光条件下对以亚甲基蓝为模拟污染物的溶液进行了降解。结果证明，g-C3N4可以使得BiPO4的光生电子转移更加便利，从而显著提升BiPO4的降解能力，将BiPO4的响应光区从紫外光拓展至可见光。
（2）采用g-C3N4对BiVO4进行改性，g-C3N4的加入增大了BiVO4的比表面积，增强了其电子传输以及电子-空穴对分离的能力。在以氯铂酸为助催化剂的条件下，将g-C3N4/BiVO4用于光解水制氢，Pt作为电子接收器，进一步分离了BiVO4价带上的电子和空穴对，从而降低了其复合的可能性，提高了光催化活性。实验发现当g-C3N4的掺杂比例为BiVO4的5％时，制氢速率为纯BiVO4的77.17倍。
（3）采取溶胶凝胶法制备了TiO2/BiVO4复合光催化剂，用于光解水制氢。该复合材料在紫外光及可见光下均展现出比较优异的光催化活性。TiO2与BiVO4的复合成功的令复合样品带隙变窄，有效增强光生载流子的分离能力，促进了复合材料可见光的吸收能力。
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