氮化碳基二维/零维纳米复合材料的构筑及其光催化性能的研究
发布时间：2021-04-11 08:01
半导体光催化技术作为一种高效、安全的环境净化技术,已广泛应用于水中污染物的降解、水分解及二氧化碳还原等领域,在治理环境污染和解决能源危机方面有很大的应用前景。石墨相氮化碳（g-C3N4）作为一种新型的、可见光响应的非金属半导体光催化剂,具有类石墨烯的层状结构、合适的能带结构（Eg=2.7 eV）、优良的热稳定性和化学稳定性等特点,成为光催化领域的研究热点材料。然而,由于g-C3N4本身具有较高的光生电子-空穴复合率及较低的可见光有效利用率,导致其光量子效率比较低,这严重制约了g-C3N4的实际应用。将零维纳米材料负载到二维g-C3N4纳米片上,使材料具有更高的载流子分离效率,是解决g-C3N4中电子-空穴复合率较高的有效途径之一。本论文旨在将二维层状g-C3N4与零维材料进行有效复合,形成良好的接触界面,...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
(a)石墨氮化碳薄片的结构示意图;(b)聚合物碳氮化合物的XRD图
Co2P 的最佳负载量为 3 wt%时，其 H2生成速率为 53.3 μmolh-1g-1。Co2P 作为一效还原助催化剂，可以有效的转移电子，随后，捕获的电子将 H+还原成 H2，因此极抑制了 g-C3N4中电子-空穴对的复合，如图 1.2(a)所示。为了进一步探索 g-C3N4/单金化物(或金属硫化物)复合材料在分解水制氢中的应用，Hao 等人[36]通过一步水热法制具有丰富锌空位缺陷的 ZnS/g-C3N4异质结构材料。通过光催化产氢实验发现，在可见射下，该异质结构光催化剂的 H2析出速率比纯 g-C3N4高出 30 倍，并且具有较好的稳。ZnS/g-C3N4优异的光催化性能归因于 g-C3N4和 ZnS 纳米颗粒的紧密界面接触与 Z带隙的双光激发的协同作用，使 ZnS/g-C3N4复合材料在可见光区域的吸收增强，同时了光诱导电子-空穴的分离效率(如图 1.2b)。Cao 等人[37]采用二甲亚砜作为溶剂，通过反应将分散良好的 CdS 量子点原位生长在 g-C3N4纳米片上。与纯 g-C3N4相比，所dS/g-C3N4纳米复合材料在可见光照射下显示出更高的光催化析氢效率，这归因于 g-C3 CdS 之间的界面效应使得光生电子和空穴有效的分离。
原造业发展造成大气中二氧化碳含量的不断增长，导致，煤和石油等不可再生能源连续开采导致了世界范围光合作用，将 CO2转化为 CO、CH4、HCOOH 和 CH问题的梦想技术。自 Inoue[38]首次证明了这种人工光量的半导体光催化剂已被报道用于 CO2还原反应。但一种更加复杂和困难的反应，因为 CO2还原需要较大，反应途径的具有可变性，使得反应生成各种中间产，使 CO2还原的选择性也很困难。如图 1.3 所示，光2和还原剂的吸附；(2)在半导体的 CB 和 VB 上产生 e-；(4) e-/h+和表面吸附物质之间进行反应；(5)产物的解
【参考文献】：
期刊论文
[1]Z型Ag3PO4/Ag2MoO4异质结光催化剂构建和光催化降解有机污染物（英文）[J]. 唐华,付彦惠,苌树方,谢思雨,唐国刚. 催化学报. 2017(02)
[2]具有高电催化活性的g-C3N4-ZnS-DNA纳米复合材料的制备及应用（英文）[J]. 周鑫,邹菁,张胜,潘敏,龚晚芸. 催化学报. 2017(02)
[3]能源环境光催化材料学术研讨[J]. 张军. 国际学术动态. 2015(05)
[4]《光催化:环境净化与绿色能源应用探索》[J]. 朱永法,姚文清,宗瑞隆. 分析化学. 2015(03)
本文编号：3130884
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
(a)石墨氮化碳薄片的结构示意图;(b)聚合物碳氮化合物的XRD图
Co2P 的最佳负载量为 3 wt%时，其 H2生成速率为 53.3 μmolh-1g-1。Co2P 作为一效还原助催化剂，可以有效的转移电子，随后，捕获的电子将 H+还原成 H2，因此极抑制了 g-C3N4中电子-空穴对的复合，如图 1.2(a)所示。为了进一步探索 g-C3N4/单金化物(或金属硫化物)复合材料在分解水制氢中的应用，Hao 等人[36]通过一步水热法制具有丰富锌空位缺陷的 ZnS/g-C3N4异质结构材料。通过光催化产氢实验发现，在可见射下，该异质结构光催化剂的 H2析出速率比纯 g-C3N4高出 30 倍，并且具有较好的稳。ZnS/g-C3N4优异的光催化性能归因于 g-C3N4和 ZnS 纳米颗粒的紧密界面接触与 Z带隙的双光激发的协同作用，使 ZnS/g-C3N4复合材料在可见光区域的吸收增强，同时了光诱导电子-空穴的分离效率(如图 1.2b)。Cao 等人[37]采用二甲亚砜作为溶剂，通过反应将分散良好的 CdS 量子点原位生长在 g-C3N4纳米片上。与纯 g-C3N4相比，所dS/g-C3N4纳米复合材料在可见光照射下显示出更高的光催化析氢效率，这归因于 g-C3 CdS 之间的界面效应使得光生电子和空穴有效的分离。
原造业发展造成大气中二氧化碳含量的不断增长，导致，煤和石油等不可再生能源连续开采导致了世界范围光合作用，将 CO2转化为 CO、CH4、HCOOH 和 CH问题的梦想技术。自 Inoue[38]首次证明了这种人工光量的半导体光催化剂已被报道用于 CO2还原反应。但一种更加复杂和困难的反应，因为 CO2还原需要较大，反应途径的具有可变性，使得反应生成各种中间产，使 CO2还原的选择性也很困难。如图 1.3 所示，光2和还原剂的吸附；(2)在半导体的 CB 和 VB 上产生 e-；(4) e-/h+和表面吸附物质之间进行反应；(5)产物的解
【参考文献】：
期刊论文
[1]Z型Ag3PO4/Ag2MoO4异质结光催化剂构建和光催化降解有机污染物（英文）[J]. 唐华,付彦惠,苌树方,谢思雨,唐国刚. 催化学报. 2017(02)
[2]具有高电催化活性的g-C3N4-ZnS-DNA纳米复合材料的制备及应用（英文）[J]. 周鑫,邹菁,张胜,潘敏,龚晚芸. 催化学报. 2017(02)
[3]能源环境光催化材料学术研讨[J]. 张军. 国际学术动态. 2015(05)
[4]《光催化:环境净化与绿色能源应用探索》[J]. 朱永法,姚文清,宗瑞隆. 分析化学. 2015(03)
本文编号：3130884
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