g-C 3 N 4 /ZnTcPc/PAN纳米纤维的可见光催化性能研究

发布时间：2021-06-05 19:22

　　日益严峻的能源危机和环境污染是我们这个时代最重要的两个问题。光催化是一种有前途的技术，通过利用太阳能，可以完全而有效地降解污染物。在过去的几十年中，开发了各种光催化剂。二氧化钛因其无毒，成本合理，可用性高，光化学稳定性好以及相对较高的光催化活性而成为了废水处理中最常用的催化剂。然而，它只能吸收太阳光紫外区域的3-5％的光线，这大大限制了其应用。因此，找到一种可见光响应的材料以提高太阳光利用率仍然是一个挑战。g-C3N4是一种无机半导体材料，具有可见光响应，但其吸收范围主要在400–450nm，而且作为一种粉末催化剂，重复利用性能不好，因此还需对它进行改性以满足在光催化领域的应用。以热解尿素法制备了g-C3N4，通过与ZnTcPc耦合制备得到在700nm附近有强烈吸收的粉末催化剂g-C3N4/ZnTcPc，从而克服了g-C3N4对可见光利用率不高的缺陷。g-C3N4/ZnTcPc是一种片层纳米结构，其中ZnTcPc以小分子的形式存在其中，这使得电子可以更好的从ZnTcPc传导到g-C3N4上。g-C3N4/ZnTcPc的热稳定性很好，空气中的分解温度在550oC以上。g-C3N4/ZnT... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 g-C_3N_4
        1.2.1 g-C_3N_4的制备方法
        1.2.2 g-C_3N_4光催化的应用
            1.2.2.1 光解水制氢
            1.2.2.2 生物成像
            1.2.2.3 催化有机氧化还原反应
            1.2.2.4 光催化降解污染物
        1.2.3 g-C_3N_4的改性
    1.3 纳米粉体催化剂的负载
    1.4 静电纺丝技术
    1.5 课题的提出及研究内容
        1.5.1 本课题的研究意义
        1.5.2 本论文的研究内容
第二章 g-C_3N_4/ZnTcPc 的制备及其光催化性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 化学试剂及实验仪器
            2.2.1.1 实验药品与试剂
            2.2.1.2 实验仪器
        2.2.2 g-C_3N_4/ZnTcPc 的制备
        2.2.3 g-C_3N_4/ZnTcPc 的表征
            2.2.3.1 电感耦合等离子体光谱（ICP）测试
            2.2.3.2 透射电镜（TEM）测试
            2.2.3.3 X 射线衍射（XRD）测试
            2.2.3.4 热稳定性测试（TGA）
            2.2.3.5 红外光谱（FTIR）测试
            2.2.3.6 紫外可见漫反射（DRS)测试
            2.2.3.7 X 射线光电子能谱（XPS)测试
        2.2.4 g-C_3N_4/ZnTcPc 的光催化性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 g-C_3N_4/ZnTcPc 的表征
            2.3.1.1 ZnTcPc 含量的测定（ICP）
            2.3.1.2 形貌分析
            2.3.1.3 XRD 分析
            2.3.1.4 热稳定性分析
            2.3.1.5 红外光谱分析
            2.3.1.6 紫外-可见吸收性能分析
            2.3.1.7 X 射线光电子能谱测试
        2.3.2 g-C_3N_4/ZnTcPc 可见光催化降解 RhB 的性能及机理研究
            2.3.2.1 不同 pH 下 g-C_3N_4/ZnTcPc 对 RhB 的光催化降解研究
            2.3.2.2 g-C_3N_4/ZnTcPc 光催化降解 RhB 的降解历程分析
            2.3.2.3 g-C_3N_4/ZnTcPc 光催化降解 RhB 的机理研究
        2.3.3 g-C_3N_4/ZnTcPc 可见光催化降解对氯苯酚的性能研究
            2.3.3.1 不同 pH 对 g-C_3N_4/ZnTcPc 光催化降解 4-CP 的影响
            2.3.3.2 溶解氧对 g-C_3N_4/ZnTcPc 光催化降解 4-CP 的影响
        2.3.4 g-C_3N_4/ZnTcPc 可能的光催化机理
    2.4 本章小结
第三章 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维的制备及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 化学试剂及实验仪器
            3.2.1.1 实验药品与试剂
            3.2.1.2 实验仪器
        3.2.2 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维的制备
        3.2.3 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维的表征
            3.2.3.1 TEM 测试
            3.2.3.2 XRD 测试
            3.2.3.3 红外光谱（FTIR）测试
            3.2.3.4 紫外可见漫反射（DRS)测试
        3.2.4 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维的光催化性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维的表征
            3.3.1.1 TEM 分析
            3.3.1.2 XRD 分析
            3.3.1.3 红外光谱分析
            3.3.1.4 紫外可见吸收性能分析
        3.3.2 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维可见光催化 RhB 降解的性能研究
            3.3.2.1 pH 对 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维降解 RhB 的影响
            3.3.2.2 尿素对 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维降解 RhB 的影响
            3.3.2.3 NaCl 对 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维降解 RhB 的影响
            3.3.2.4 g-C_3N_4/ZnTcPc/PAN 纳米纤维的循环使用性能
            3.3.2.5 不同活性种捕获剂对 RhB 的光催化降解的影响
    3.4 本章小结
第四章 总结
参考文献
硕士期间发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Preparation and Photocatalytic Properties of g-C3N4 /TiO2 Hybrid Composite[J]. Xifeng Lu 1,2,3),Qilong Wang 1) and Deliang Cui 1) 1) State Key Lab of Crystal Materials,Shandong University,Jinan 250100,China 2) Lunan Institute of Coal Chemical Engineering,Jining 272000,China 3) State Quality Supervisor and Inspection Center of Coal and Coal Chemical Product,Jining 272000,China.  Journal of Materials Science & Technology. 2010(10)



本文编号：3212756