光解机理论文_申钰田,孟胜

导读:本文包含了光解机理论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:机理,光化学,量子,激发态,烷烃,烷基,光催化。

光解机理论文文献综述

申钰田,孟胜^[1]（2019）在《光解水的原子尺度机理和量子动力学》一文中研究指出利用阳光直接将水分解为不含碳的氢气燃料和氧气是面向全球能源危机环保且低成本的解决方案.得益于电子结构理论和量子模拟方法的进步,人们已经能够直接研究在纳米颗粒上等离激元诱导光解水过程在原子尺度上的反应机理和超快动力学.本文简述近年来的相关工作进展.吸附在氧化物薄膜上的金纳米颗粒很有希望成为水分解的高效新型光催化剂.在光激发条件下,水分解反应速率和光强、热电子转移之间有强相关性.水分解速率不仅取决于光吸收强度,还受到等离激元量子振动模式的调控.这对于太阳能光解水器件中纳米颗粒的设计有借鉴意义.我们发现液态水在金团簇等离激元催化下100 fs内就能产生氢气.超快量子动力学模拟表明,该过程中场增强起主导作用,从金属到水反键态的超快电荷转移也扮演着重要角色.综合这些原子尺度上的量子动力学研究,我们提出受激水分子中氢原子高速碰撞(速度远远超出其热速度)合成氢分子的"链式反应"机理.(本文来源于《物理学报》期刊2019年01期）

岳新政^[2]（2018）在《半导体基异质结催化剂的设计、合成及高效光解水产氢机理研究》一文中研究指出能源危机以及清洁能源的可持续供应问题已经成为了全球各国共同面对的“挑战”性的世界难题。那么如何有效解决上述难题成为了世界各国科学家共同关心和重点研究的课题。利用半导体光催化技术把太阳能转化为可利用的清洁无污染的、可持续的化学能是一项极具开发潜力的解决能源问题的前沿技术。半导体光催化制备新能源具有原材料来源丰富,反应条件温和,催化剂制备简单等一系列突出优点。但是,虽然经过了前人四十多年的大量研究,目前主要是光催化制备的新能源效率较低,还不具备大规模工业生产的条件和效益。半导体光催化反应主要是由叁个过程完成的,(I)半导体受到相应波长的光照后被激发产生电子和空穴;(II)光生电子和空穴发生复合和迁移;(III)光生电子和空穴迁移到半导体表面与反应物发生氧化还原反应。光催化反应的发生在经历上述叁个过程中既要满足热力学又要满足动力学才能成功进行。在上述叁个过程中过程(II)在光催化反应过程中起着至关重要的作用。因为光生电子和空穴极易发生再复合,这是导致目前光催化效率低的最根本原因。因此如何采用有效调控技术最大限度抑制光生电子和空穴的复合对提高光催化性能是具有决定性的影响因素。在诸多调控手段中设计半导体异质结是抑制光生电子和空穴复合最为有效和最为重要的调控手段。因为异质结形成的界面可以促进光生电荷的定向分离,抑制光生电荷在迁移传输过程中的复合。从而制备出高性能的光催化剂。本论文主要研究设计与构筑高性能的半导体异质结进行光催化分解水产氢。旨在通过一系列高性能异质结的设计和构筑,探索出半导体异质结界面特征与光生电荷迁移,光催化活性之间的内在联系。为今后催化剂的设计和制备出高性能光催化剂提供有力的一些理论支撑。本论文的研究主要是由以下五部分组成:1.CdS和Ni@NiO协同作用下的g-C_3N_4可见光光催化分解水产氢性能研究:我们构筑并制备出了Ni@NiO/g-C_3N_4/CdS这种复合材料催化剂,在该体系中CdS和Ni@NiO之间的协同作用对g-C_3N_4的光催化性能提高明显,即是异质结和金属肖特基结共同作用的结果。实验结果表明,该光催化剂具有优良的光催化产氢速率,其产氢速率达到1258.7μmol h~(-1) g~(-1),是单纯g-C_3N_4速率的400倍之多。通过对一系列基础表征数据分析发现,光照下,g-C_3N_4和CdS均能被激发产生光生电子和空穴,那么在两者接触界面电场的存在下g-C_3N_4导带中的电子可以快速向CdS的导带迁移,光生电荷分离效率得到了提高;然后,Ni@NiO作为助催化剂长在CdS的表面用来进一步转移CdS导带中的电子,最终达到了g-C_3N_4中光生电荷高效分离的目的。那么在上述CdS和Ni@NiO共同作用的影响下,极大的提高了g-C_3N_4的光催化产氢速率。2.类蒲公英状Mo_2C/TiO_2复合材料高效光催化产氢性能及机理研究:我们采用醋酸既作为反应传热传质介质也作为反应物和钛酸四丁酯一起进行溶剂热反应,最后通过后处理前驱体和煅烧温度调控制备出新颖的类蒲公英状的TiO_2形貌;接着又在这种TiO_2的锥形棒上均匀地负载Mo_2C纳米粒子。最终,这种独特的异质结构具有非常优异的光生电荷分离能力,通过稳态(PL)及瞬态荧光光谱(TRPL)、表面光电压技术(SPV)及开路电压(OCP)衰减曲线等一系列综合表征手段,对光生电荷行为进行了研究表征。此外,Mo_2C还具有类似贵金属Pt的电子排布,导电性好,对光生电子的捕获能力更强,使得Mo_2C/TiO_2异质结的匹配性更强,电子-空穴对分离性更高。光催化分解水产氢结果表明该复合结构目标催化剂具有超高的光产氢性能,是相同条件下单纯TiO_2速率的25倍之多。3.CoP/TiO_2新型“n-n”异质结的光催化产氢性能研究:首次设计了这种CoP/TiO_2高效光催化剂,并拓展了磷化物在光催化产氢领域中的应用范围。实验结果表明,一方面CoP在该体系中起着助催化剂的作用,用来高效转移TiO_2中的光生电子;另一方面,通过两者的能带结构位置分析可知,两者之间形成了典型的“I型”半导体结构的异质结,起到促进电荷分离的目的。理论上,TiO_2上的光生电子和空穴均向CoP迁移,最终汇集在CoP上,是一个不利于光催化反应的过程。但是我们知道空穴的迁移速率远低于电子的迁移速率,那么也就使得光生电子和空穴在不仅在空间上产生错位,而且而且在时间上同样发生了错位,这种错位破坏了电子、空穴发生复合的条件,因此极大的避免了光生电子和空穴在CoP上发生复合,最终使得CoP/TiO_2异质结的产氢性能提高了很多。相比单纯的TiO_2提高了15倍之多,这种新型的光催化剂为后续磷化物更多的应用到光催化中提供了新的思路。4.Cu_3P/TiO_2“p-n”异质结的构筑及其光催化剂产氢性能研究:我们采用固体次亚磷酸钠进行直接磷化氢氧化铜这种全固相制备和后处理简单的实验方法制备出Cu_3P这种半导体。“莫特-肖特基(M-S)”曲线结果表明,它是一种新型的“p型”半导体。接着我们将其与采用溶剂热法制备的TiO_2纳米晶复合,制备出了这种新型的“p-n”异质结光催化剂,因为我们知道TiO_2是一种典型的“n型”半导体。模拟太阳光下的光催化产氢结果表明,Cu_3P/TiO_2异质结的光催化产氢速率高达7940μmol h~(-1) g~(-1),较单纯TiO_2产氢速率提高了11倍之多。通过一系列的数据分析发现上述性能的提高主要归因于“p-n”异质结中的“内建电场”的存在,该电场可以起到加速光生电子/空穴分别向相反的方向迁移,极大地抑制了光生电子和空穴发生复合,最终使得光催化产氢性能获得了大幅度提升。5.一维SrTiO_3@Mo_2C纳米纤维核壳结构催化剂的光催化分解水产氢性能研究:首先我们采用静电纺丝的方法制备出了一维结构SrTiO_3纳米纤维,其次通过简单的方法在其外表面长了一层Mo_2C,最终得到目标的核壳结构催化剂SrTiO_3@Mo_2C。该薄层Mo_2C的表面修饰不仅提高SrTiO_3中光生载流子的分离,而且提高了界面的电导率提高了光生电荷的传输速率,因而可以起到最大限度的降低了光生电子-空穴发生复合的作用。实验结果表明,SrTiO_3@Mo_2C这种异质结的光催化产氢速率高达到7.93 mmol h~(-1) g~(-1),是纯SrTiO_3(0.53 mmol h~(-1) g~(-1))速率的15倍之多。在l=313 nm下,量子产率达到了29.3%。最后,我们通过对瞬态荧光光谱(TRPL),表面光电压(SPV),瞬态光电压(TPV),开路电压(OCP)衰减曲线和电化学阻抗谱(EIS)等进行了详细的电荷行为表征和机理研究。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）

肖红艳^[3]（2017）在《羰基化合物光解离机理的新洞察——乙酰氯和甲酸甲酯光解》一文中研究指出探索光化学反应路径和理解光化学反应机理在实验上和理论上一直是个热点话题。脂肪族羰基化合物在光化学和大气化学中起着尤为重要的作用,其光解离机理在过去几十年里广泛地被研究。近年来,甲醛光解1中发现并证实新的反应机理―roaming机理,接着NO3光解2,3证实激发态上也存在着roaming路径。这激起了人们再审视一些重要的羰基化学物的光解离反应。本研究以两个有代表性的羰基衍生物乙酰氯和甲酸甲酯光解为研究对象,利用全局反应路径描绘方法(GRRM)系统地研究了其光解离路径,然后在多态完全活化空间二阶微扰理论水平(MS-CASPT2)上探索其反应机理。总结研究结果,发现一些新洞察(i)乙酰氯光解涉及到一条激发态诱导的roaming光解离路径生成氯化氢和乙烯酮(ii)甲酸甲酯在低激发能下,最低叁重态上解离起着重要角色;并发现一条新的生成甲醇和一氧化碳的反应路径。(本文来源于《第十叁届全国量子化学会议报告集》期刊2017-06-08）

汤典东,李春香,方维海,崔刚龙^[4]（2017）在《2-溴代亚硝酸乙酯的光解离机理研究》一文中研究指出一氧化氮是酸雨中硝酸的主要来源,也是臭氧层破坏的重要因素之一,而一氧化氮的一个重要前体就是卤代烷基亚硝酸酯(X-RONO)类化合物。因而,X-RONO的光解离性质得到了理论与实验化学家的广泛关注。我们选择2-溴代亚硝酸乙酯(BrCH_2CH_2ONO)体系,采用密度泛函理论(DFT)、完全活化空间自洽场(CASSCF)、多体微扰理论二级校正(MP2)等量子化学方法,计算了2-溴代亚硝酸乙酯分子在351nm与193 nm激光激发下发生光解离的反应路径。结果表明,351nm下O-NO解离占据绝对的主导地位,而193 nm下C-Br解离与O-NO解离均有可能,并且具有倾向于O-NO解离的选择性。(本文来源于《第十叁届全国量子化学会议论文集——第一分会：电子结构理论与计算方法》期刊2017-06-08）

陈文恺,解晓英,方维海,崔刚龙^[5]（2017）在《2-溴-2-硝基丙烷的光解离机理研究》一文中研究指出含能材料(Energetic materials)是指含有大量的可以被释放的化学能的材料,其解离过程研究对于预测和解释材料的稳定性和能量性质具有很好的作用[1]。制造以卤代硝基化合物作为前体产生硝基烷烃自由基是研究含能材料的解离机理的重要方法,基于Booth等人的实验报道[2],本课题对2-溴-2-硝基丙烷(CH_3C(NO_2)(Br)CH_3,简称BNP)的光解离机理展开了研究,采用密度泛函理论(DFT)、含时密度泛函理论(TD-DFT)、完全活化空间自洽场(CASSCF)等量子化学方法计算BNP分子基态和激发态分子的结构及性质,计算结果表明,该化合物的主要光化学解离途径是C-Br键分裂产生硝基烷烃自由基。在此基础上,我们将对其进行内转换(IC),系间窜越(ISC)等过程反应速率常数的计算,重现该化合物的解离过程。(本文来源于《第十叁届全国量子化学会议论文集——第一分会：电子结构理论与计算方法》期刊2017-06-08）

张萌^[6]（2016）在《Cu改性钛基光催化剂及光解甘油产氢性能和机理研究》一文中研究指出能源与人类文明息息相关。钻木取火推动人类迈向原始文明,煤炭、石油的使用引发工业革命开启现代文明。每一次能源结构的调整都诱发人类文明史上的重大变革。煤炭、化石燃料不可逆转的消耗削弱了非可再生资源的储量,对可再生生物质能源的开发需求迫切。生物柴油以其众多优势作为传统石油等液体燃料的有效替代,近年来发展迅猛。占生物柴油质量10%的甘油副产物造成巨大环境压力,制约生物柴油产业可持续化发展,成为其商品化进程中的主要障碍。如何重整甘油增值为高附加值化学品成为解决环境、能源和经济发展问题的重要方面。自然界中太阳光能取之不尽用之不竭,光催化技术条件温和、清洁无污染,可以利用丰富的光能重整甘油同时得到高品位氢能源,避免经济和能源的双重浪费,成为解决环境压力同时储能的新思路。但光催化技术有效电子利用受到光生电子和空穴复合快的限制,其效率迫切需要提升。为克服载流子复合快的缺点,实现电子持续有效利用,应拓宽光催化体系电子转移路径,从电子供体输出、催化剂内部迁移、界面直接传递叁个方面构建全过程电子高效转移体系意义重大。本文围绕拓展电子输出通道的核心,致力于构建全过程电子多路径快速转移研究体系。选定甘油作为有效电子给体,重点匹配催化剂内部电子高效迁移与界面电子直接传输过程。最终实现电子有效利用,改善光催化重整甘油产氢储能效率。如采用变价金属CuO_x、双变价金属氧化物CuO_x-NiO以及金属-非金属(CuO_x-C)两元改性等方法,逐步改性TiO_2实现电子多路径高效转移通道的扩展,促进光催化重整甘油为高品氢能,同时产生乙醇醛、乙醛酸、乙醇酸等高附加值的中间产物,最佳性能匹敌贵金属Au-C/TiO_2。这对破解生物柴油绿色化进程的关键问题及促进其产业的可持续发展具有积极的推动作用。主要研究结果如下:1.制备了CuO_x修饰二维超薄TiO_2纳米片状,拓展界面电子传输通道,提高光催化重整甘油产氢储能效果。采用有机钛源和CuCl2分别为钛和铜的前驱体,水热法制备超薄TiO_2纳米片,原位光沉积法得到不同比例CuO_x/TiO_2。分析样品的晶相组成、微观结构和表面形态,修饰前后的样品微观结构变化不明显。表征证实CuO_x改性后载流子的复合得到了有效抑制。光电流密度(i,7.8μA/cm2)为未改性TiO_2的9.5倍,电子寿命(τ)从1.3 ns延长至4.4 ns,电荷转移电阻(Rct)减小为原来的70%、载流子密度增加了6.7倍。最优产氢效果(24.5μmol/g/min,1 mol%CuO_x/TiO_2)为TiO_2(0.883μmol/g/min)的25倍,稳定性良好。CO_2和CO产率最高分别为1.11和0.399μmol/g/min。结合电子顺磁共振(ESR)、四级杆飞行时间质谱(Q-TOF-MS)表征等分析,电子被激发后除TiO_2本征半导体内的有效迁移外,光诱导界面电荷转移效应(IFCT)通过界面电子蓄积,促进Cu~(2+)(?)Cu~+转变,扩展电子直接传输通道。并提出改性后界面电子多路径快速转移机理以及甘油重整可能的反应路径。2.研究制备双变价金属氧化物CuO_x-NiO/TiO_2,进一步拓展电子传输通道、提高界面电子多路径直接转移效率、深化甘油重整产氢储能效果。浸渍法制备并优化NiO/TiO_2。原位光沉积法制备CuO_x-NiO/TiO_2,筛选控制两种金属摩尔量之和为1%。其中Cu/Ni的摩尔比为9/1的催化剂产氢效果最佳(55.4μmol/g/min),为TiO_2的63倍。CO_2和CO产率也相应提升(分别为3.75和1.02μmol/g/min),间接说明甘油的重整利用得到深化。CuO_x-NiO改性后协同效应明显,最优i值为10μA/cm2,分别为TiO_2、NiO/TiO_2和CuO_x/TiO_2的14、9和4倍,τ延长至5.1 ns,Rct降低为TiO_2的66%。电子蓄积促进其在界面Cu~(2+)(?)Cu~+(?)CuO以及Ni~(2+)(?)Ni0这些变价物质之间的多路径传递,成功扩展了电子传输通道、增强了电子有效利用,改善了系统产氢储能滞后的现象。提出CuO_x-NiO/TiO_2体系中电子多路径快速转移机理。3.制备了CuO_x-C/TiO_2,有效匹配催化剂内部电子快速迁移和界面电子直接传输过程,成功构建了全过程电子多路径快速转移研究体系。结合溶胶凝胶法和原位光沉积法制备金属-非金属(CuO_x-C)两元共修饰TiO_2。C/TiO_2颗粒大小为十几个纳米,比表面积增大为超薄TiO_2纳米片的3倍。C的敏化和掺杂能级的共同作用,提升可见光吸收度。CuO_x-C/TiO_2的电子转移速率变为原来的1.4倍,腐蚀电流增加了3倍,Rct减少为原来的66%,PL强度极大降低,产氢效果(153μmol/g/min)为原来的85倍,效果匹敌Au-C/TiO_2(167μmol/g/min)。CO_2和CO产率得到很大提升,分别为6.25和2.07μmol/g/min。原因归结为C掺杂提高了内部电子有效迁移,同时作为优良导体将电子快速转移至界面,大量电子蓄积促进界面Cu~(2+)(?)Cu~+(?)Cu0电子的有效穿梭,拓宽电子传输通道,避免其复合,促进光生电子的持续利用,提出完整的电子多路径快速转移体系机理。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-12-12）

刘汉飞,康春莉,薛洪海,何冲,包思琪^[7]（2016）在《NO_2~-存在条件下γ-六六六在冰中的光解动力学及机理》一文中研究指出研究了模拟太阳光-NO_2~-作用下冰中γ-六六六(γ-HCH)的光解动力学和机理。结果发现,模拟太阳光-NO_2~-作用下冰中γ-HCH能够快速光解;且光解过程符合一级动力学方程。HCO_3~-和Fe~(3+)抑制了γ-HCH的光解;强酸性条件有利于γ-HCH的光解,中性及碱性条件影响不大。模拟太阳光-NO_2~-作用下冰中γ-HCH光解产物为一氯酚、四氯环己烯和五氯环己烯,主要光解机制为脱氯及羟基取代。研究结果对于深入认识亚硝酸根的光敏化作用以及γ-HCH的环境行为具有重要意义。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2016年14期）

李富华^[8]（2016）在《布洛芬在水环境中的光解行为及机理研究》一文中研究指出近年来,药品与个人护理品(PPCPs)作为一类新兴的环境污染物而备受关注。布洛芬(2-甲基-4-(2-甲基丙基)苯乙酸)又名异丁苯丙酸(ibuprofen, IBP),是一种非甾体抗炎药,广泛应用于解热镇痛和治疗风湿性疾病。在世界卫生组织的基本药物目录中,布洛芬是一种重要药物,且在很多地方作为非处方药使用。布洛芬的使用剂量较大,达1200mg/d,使用剂量的70%～80%会以母体化合物或代谢产物的形式排出人体进入环境水体。传统的污水处理厂只能去除一部分的布洛芬,因此布洛芬在地表水环境中广泛存在。光化学降解是大多数PPCPs在水环境中的一个重要的去除方式。目前,关于布洛芬光解的研究缺乏系统性,关于光解机制、光解产物以及环境因子的影响和机制尚不明确。特别是悬浮物对光解的影响,甚少被关注。本研究选取布洛芬作为模型化合物,研究其在纯水中的光解动力学、光解机制、光解产物及路径。通过模拟自然水体,考察环境因子对布洛芬光解的影响,并分析其影响机制。本文旨在深入了解布洛芬的环境光化学行为,为评价其环境归趋和生态风险提供理论依据。本研究采用草酸铁钾露光计来测定布洛芬的量子产率,考察了布洛芬的初始浓度,溶液初始pH值以及溶解氧对布洛芬光解的影响。最后,通过淬灭实验,研究了布洛芬的光解机制。结果表明,纯水中布洛芬光解的平均波长(200～400 nm)量子产率为1.40。布洛芬的光解符合准一级动力学模型,光解速率随初始浓度的增大而减小。当溶液初始pH值为7时,布洛芬(30 μmol/L)的光解速率常数为0.01057 min-1。无氧的条件促进了布洛芬的光解,光解速率常数由0.01057 min-1增至0.01404 min-1。布洛芬的光解机制包括了直接光解和自敏化光解。在布洛芬光解过程中,3IBP*-·OH和1O2对光解的贡献率分别为49.4%、21.8%和38.6%。采用UPLC/Q-TOF-MS和GC-MS对布洛芬在纯水中的光解产物进行鉴定,并根据产物的结构推断了其光解路径。对光解产物在布洛芬光解过程中的浓度变化进行分析,测定了光解产物的光解动力学与量子产率。采用发光细菌法,测定了光解产物的急性毒性。结果表明,布洛芬光解过程中生成了13种主要的产物。溶解氧对部分光解产物的浓度有影响。1-羟基布洛芬和4-丁基苯酚在布洛芬光解过程中的累积浓度较低,不能够被直接检测到。产物的光解服从准一级动力学模型。其中,4-异丁基苯甲醛的光解最快,光解速率常数为0.01229 min-1。4-异丁基苯乙酮的光解最慢,光解速率常数为0.00095 min-1。布洛芬对明亮发光杆菌乃小种的相对抑制率为17.2%,六种光解产物的相对抑制率分别为38.3%、45.0%、36.9%、65.9%、72.7%和73.9%。在布洛芬光解的过程中,生成了较布洛芬而言具有更高风险的中间产物,导致溶液的毒性有所增强。考察了水中溶解性物质对布洛芬光解的影响,并分析了其影响机制。结果表明,硝酸根促进了布洛芬的光解,亚硝酸根抑制了其光解,铵根的影响可以忽略。在溶液的pH值为7的情况下,卤素离子均抑制了布洛芬的光解。研究的几种金属离子和碳酸氢根对布洛芬的光解也具有不同程度的抑制作用。当HA的浓度为10mg/L时,布洛芬的光解速率常数为0.01377 miN-1, HA促进了布洛芬的光解。HA的浓度为20和30 mg/L时,布洛芬的光解速率常数分别为0.00333和0.00300 min-1,HA明显抑制了布洛芬的光解,且浓度由20 mg/L提高到30 mg/L时,抑制作用并没有明显增强。双氧水明显促进了布洛芬的光解,且双氧水的浓度越大促进效果越明显。丙酮对布洛芬光解的影响不大。大多数溶解性物质可以通过光屏蔽效应抑制布洛芬的光解,例如硝酸根、亚硝酸根和腐植酸等等。模拟不同pE值下,水体中不同形态氮或铁之间的相互转化,考察不同形态氮或铁对布洛芬光解的复合影响。通过响应曲面法,建立了NO3-、NO2-和Fe3+共存时布洛芬光解速率的预测模型。最后,研究了布洛芬在模拟淡水和模拟海水中的光解情况。氮体系中,pE值由4.82升到6.5的过程中,体系中的N02-浓度不断增加,布洛芬的光解速率逐步减慢。pE值由6.5升到8.15的过程中,体系中的N03-浓度不断增加,布洛芬的光解速率逐步加快。当pE值较高时,实际促进率明显小于理论值,说明N03-和N02-之间存在拮抗作用。铁体系中,pE值由低到高的过程中,Fe2+逐步转化成Fe3+,布洛芬的光解速率也发生相应的变化。Fe3+和Fe2+之间存在协同作用。氮和铁的复合体系中,当pE值为5.82和7.15时,布洛芬的光解速率明显低于纯水中的时候,抑制率分别为47.26%和41.79%。当pE值为13.05时,该体系促进了布洛芬的光解,促进率为26.7%。当水环境中存在NO3-、NO2-和Fe3+时,可用响应面模型来估算布洛芬的光解速率。布洛芬在模拟淡水和模拟海水中的光解速率都比纯水中慢,光解速率常数分别为0.00172 min-1和0.00928 min-1。选择了二氧化钛、胡敏素、珠江底泥和海珠湖底泥来模拟水中的悬浮物,考察其对布洛芬光解的影响。结果表明,二氧化钛大大促进了布洛芬的光解,而胡敏素、珠江底泥和海珠湖底泥则明显抑制了布洛芬的光解。综上所述,布洛芬在水体中可发生直接光解和自敏化光解,光解过程中生成了较母体化合物毒性更强的光解产物。同时,布洛芬的光解受水中溶解性物质和悬浮物的影响。本研究揭示了布洛芬在水中的光解行为及机理,对于预测布洛芬在水环境中的归趋和评价其生态风险具有重要的意义。(本文来源于《广东工业大学》期刊2016-05-01）

宋艳丽,刘亚军^[9]（2015）在《旋轨耦合从头算方法研究CH_2BrI光解离机理》一文中研究指出基于CH2Br I光解离的最新实验报道,采用多态完全活化空间二阶微扰理论和完全活化空间态相互作用-旋轨耦合作用(MS-CASPT2/CASSI-SO)方法,计算了CH2Br I在乙腈、2-丁醇和环己烷3种溶剂中,在266nm的光激发下的旋轨耦合态的势能曲线,指认了实验观测到的解离产物I(2P3/2)和I*(2P1/2)的具体解离途径.为了理解不同溶剂对光产物重新结合成CH2Br—I和CH2I—Br的影响,对CH2Br I在溶剂中光异构化过程的反应机理进行了探讨.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2015年11期）

黄静,高小梅,林森^[10]（2015）在《利用DFT方法研究石墨相氮化碳表面光解水氧化反应的机理》一文中研究指出本工作是采用第一性原理计算方法,在石墨相氮化碳光催化剂表面以及硫掺杂的石墨相氮化碳光催化剂表面构建光解水产氧反应(OER)热力学模型。这里研究了叁种可能的四电子迁移OER机理。OH~*作为一种关键的中间体,与催化剂表面存在很强的相互作用,并且OH~*吸附稳定性会显着影响OER的过电势。在纯相g-C_3N_4表面,从(本文来源于《第十四届全国化学动力学会议会议文集》期刊2015-08-21）

光解机理论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

能源危机以及清洁能源的可持续供应问题已经成为了全球各国共同面对的“挑战”性的世界难题。那么如何有效解决上述难题成为了世界各国科学家共同关心和重点研究的课题。利用半导体光催化技术把太阳能转化为可利用的清洁无污染的、可持续的化学能是一项极具开发潜力的解决能源问题的前沿技术。半导体光催化制备新能源具有原材料来源丰富,反应条件温和,催化剂制备简单等一系列突出优点。但是,虽然经过了前人四十多年的大量研究,目前主要是光催化制备的新能源效率较低,还不具备大规模工业生产的条件和效益。半导体光催化反应主要是由叁个过程完成的,(I)半导体受到相应波长的光照后被激发产生电子和空穴;(II)光生电子和空穴发生复合和迁移;(III)光生电子和空穴迁移到半导体表面与反应物发生氧化还原反应。光催化反应的发生在经历上述叁个过程中既要满足热力学又要满足动力学才能成功进行。在上述叁个过程中过程(II)在光催化反应过程中起着至关重要的作用。因为光生电子和空穴极易发生再复合,这是导致目前光催化效率低的最根本原因。因此如何采用有效调控技术最大限度抑制光生电子和空穴的复合对提高光催化性能是具有决定性的影响因素。在诸多调控手段中设计半导体异质结是抑制光生电子和空穴复合最为有效和最为重要的调控手段。因为异质结形成的界面可以促进光生电荷的定向分离,抑制光生电荷在迁移传输过程中的复合。从而制备出高性能的光催化剂。本论文主要研究设计与构筑高性能的半导体异质结进行光催化分解水产氢。旨在通过一系列高性能异质结的设计和构筑,探索出半导体异质结界面特征与光生电荷迁移,光催化活性之间的内在联系。为今后催化剂的设计和制备出高性能光催化剂提供有力的一些理论支撑。本论文的研究主要是由以下五部分组成:1.CdS和Ni@NiO协同作用下的g-C_3N_4可见光光催化分解水产氢性能研究:我们构筑并制备出了Ni@NiO/g-C_3N_4/CdS这种复合材料催化剂,在该体系中CdS和Ni@NiO之间的协同作用对g-C_3N_4的光催化性能提高明显,即是异质结和金属肖特基结共同作用的结果。实验结果表明,该光催化剂具有优良的光催化产氢速率,其产氢速率达到1258.7μmol h~(-1) g~(-1),是单纯g-C_3N_4速率的400倍之多。通过对一系列基础表征数据分析发现,光照下,g-C_3N_4和CdS均能被激发产生光生电子和空穴,那么在两者接触界面电场的存在下g-C_3N_4导带中的电子可以快速向CdS的导带迁移,光生电荷分离效率得到了提高;然后,Ni@NiO作为助催化剂长在CdS的表面用来进一步转移CdS导带中的电子,最终达到了g-C_3N_4中光生电荷高效分离的目的。那么在上述CdS和Ni@NiO共同作用的影响下,极大的提高了g-C_3N_4的光催化产氢速率。2.类蒲公英状Mo_2C/TiO_2复合材料高效光催化产氢性能及机理研究:我们采用醋酸既作为反应传热传质介质也作为反应物和钛酸四丁酯一起进行溶剂热反应,最后通过后处理前驱体和煅烧温度调控制备出新颖的类蒲公英状的TiO_2形貌;接着又在这种TiO_2的锥形棒上均匀地负载Mo_2C纳米粒子。最终,这种独特的异质结构具有非常优异的光生电荷分离能力,通过稳态(PL)及瞬态荧光光谱(TRPL)、表面光电压技术(SPV)及开路电压(OCP)衰减曲线等一系列综合表征手段,对光生电荷行为进行了研究表征。此外,Mo_2C还具有类似贵金属Pt的电子排布,导电性好,对光生电子的捕获能力更强,使得Mo_2C/TiO_2异质结的匹配性更强,电子-空穴对分离性更高。光催化分解水产氢结果表明该复合结构目标催化剂具有超高的光产氢性能,是相同条件下单纯TiO_2速率的25倍之多。3.CoP/TiO_2新型“n-n”异质结的光催化产氢性能研究:首次设计了这种CoP/TiO_2高效光催化剂,并拓展了磷化物在光催化产氢领域中的应用范围。实验结果表明,一方面CoP在该体系中起着助催化剂的作用,用来高效转移TiO_2中的光生电子;另一方面,通过两者的能带结构位置分析可知,两者之间形成了典型的“I型”半导体结构的异质结,起到促进电荷分离的目的。理论上,TiO_2上的光生电子和空穴均向CoP迁移,最终汇集在CoP上,是一个不利于光催化反应的过程。但是我们知道空穴的迁移速率远低于电子的迁移速率,那么也就使得光生电子和空穴在不仅在空间上产生错位,而且而且在时间上同样发生了错位,这种错位破坏了电子、空穴发生复合的条件,因此极大的避免了光生电子和空穴在CoP上发生复合,最终使得CoP/TiO_2异质结的产氢性能提高了很多。相比单纯的TiO_2提高了15倍之多,这种新型的光催化剂为后续磷化物更多的应用到光催化中提供了新的思路。4.Cu_3P/TiO_2“p-n”异质结的构筑及其光催化剂产氢性能研究:我们采用固体次亚磷酸钠进行直接磷化氢氧化铜这种全固相制备和后处理简单的实验方法制备出Cu_3P这种半导体。“莫特-肖特基(M-S)”曲线结果表明,它是一种新型的“p型”半导体。接着我们将其与采用溶剂热法制备的TiO_2纳米晶复合,制备出了这种新型的“p-n”异质结光催化剂,因为我们知道TiO_2是一种典型的“n型”半导体。模拟太阳光下的光催化产氢结果表明,Cu_3P/TiO_2异质结的光催化产氢速率高达7940μmol h~(-1) g~(-1),较单纯TiO_2产氢速率提高了11倍之多。通过一系列的数据分析发现上述性能的提高主要归因于“p-n”异质结中的“内建电场”的存在,该电场可以起到加速光生电子/空穴分别向相反的方向迁移,极大地抑制了光生电子和空穴发生复合,最终使得光催化产氢性能获得了大幅度提升。5.一维SrTiO_3@Mo_2C纳米纤维核壳结构催化剂的光催化分解水产氢性能研究:首先我们采用静电纺丝的方法制备出了一维结构SrTiO_3纳米纤维,其次通过简单的方法在其外表面长了一层Mo_2C,最终得到目标的核壳结构催化剂SrTiO_3@Mo_2C。该薄层Mo_2C的表面修饰不仅提高SrTiO_3中光生载流子的分离,而且提高了界面的电导率提高了光生电荷的传输速率,因而可以起到最大限度的降低了光生电子-空穴发生复合的作用。实验结果表明,SrTiO_3@Mo_2C这种异质结的光催化产氢速率高达到7.93 mmol h~(-1) g~(-1),是纯SrTiO_3(0.53 mmol h~(-1) g~(-1))速率的15倍之多。在l=313 nm下,量子产率达到了29.3%。最后,我们通过对瞬态荧光光谱(TRPL),表面光电压(SPV),瞬态光电压(TPV),开路电压(OCP)衰减曲线和电化学阻抗谱(EIS)等进行了详细的电荷行为表征和机理研究。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

光解机理论文参考文献

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