碳基纳米复合材料的设计合成与光(电)催化性能的研究
本文选题:纳米复合材料 + 碳量子点 ; 参考:《苏州大学》2015年硕士论文
【摘要】:随着环境污染和能源危机等问题的加剧,各国的学者们都在努力寻求高效、低廉、无污染且稳定的催化系统,以求缓解或从根本上解决环境与能源问题。碳纳米材料由于独特的物理化学性质受到了广泛关注。将碳纳米材料与其他组分复合,所形成的纳米复合材料不仅具备了原组分的优点,而且能改进原材料存在的缺点,实现复合物性能的可设计性。本文合成了碳量子点(CQDs)、还原氧化石墨烯(RGO),将其与其他材料(BiVO4,LDHs等)结合形成纳米复合物,并探索了所制备催化剂的光催化和电催化性能,主要包括以下内容:(1)通过超声-烧结法和水热合成法制备了两种不同形貌的CQDs/m-BiVO4纳米复合物,并用SEM、TEM、HRTEM、EDX、XRD、Raman和UV等方法研究了催化剂的形貌和基本性质,将其在可见光照射下应用于有毒污染物的降解,两种CQDs/m-BiVO4纳米复合物均表现出很好的光催化能力。(2)通过一步水热法制备了CQDs/NiFe-LDH复合物催化剂,并用SEM、EDX、TEM、HRTEM、XRD、UV、Raman、IR、XPS、AFM、和PL等方法研究了催化剂的形貌及基本性质,将其应用于电催化水氧化,表现出了极高的电催化活性和结构稳定性。(3)通过简易的一步共沉淀法合成了RGO/ZnCo-LDH复合物,并用SEM、EDX、TEM、HRTEM、XPS、XRD、Raman和电化学测试等方法研究了催化剂的形貌和基本性质,所制备的材料在电催化水氧化实验中展示了优异的电催化活性和稳定性。
[Abstract]:With the aggravation of environmental pollution and energy crisis, scholars all over the world are striving to find efficient, inexpensive, pollution-free and stable catalytic systems in order to alleviate or fundamentally solve environmental and energy problems. Carbon nanomaterials have attracted wide attention due to their unique physical and chemical properties. When the carbon nanocomposites are combined with other components, the nanocomposites not only have the advantages of the original components, but also can improve the shortcomings of the raw materials and realize the designability of the composites. In this paper, carbon quantum dots (CQDsO), reduced graphene oxide (RGOA), were synthesized and combined with other materials (BiVO4, LDHs, etc.) to form nanocomposites. The photocatalytic and electrocatalytic properties of the prepared catalysts were investigated. The main contents are as follows: (1) two kinds of CQDs/m-BiVO4 nanocomposites with different morphologies were prepared by ultrasonic sintering and hydrothermal synthesis. The morphology and basic properties of the catalysts were studied by means of SEMMOTEMU HRTEMU EDXRDX Raman and UV methods. Two kinds of CQDs/m-BiVO4 nanocomposites showed good photocatalytic ability when they were applied to the degradation of toxic pollutants under visible light irradiation. The CQDs/NiFe-LDH composite catalysts were prepared by one step hydrothermal method. The morphology and basic properties of the catalysts have been studied by means of SEMX EDXTEMN HRTEMN XRDUVDUVN RPS-AFM, and PL, etc. The catalysts have been applied to electrocatalytic water oxidation, showing extremely high electrocatalytic activity and structural stability. The RGO/ZnCo-LDH complexes have been synthesized by a simple one-step coprecipitation method. The morphology and basic properties of the catalyst were studied by means of Raman and electrochemical measurements. The prepared materials showed excellent electrocatalytic activity and stability in the electrocatalytic water oxidation experiment.
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O613.71;TB383.1
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,本文编号:1796881
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