石墨烯生长镍基纳米片复合材料的衍生制备及其光催化性能研究
发布时间：2023-04-29 18:29
随着世界对绿色可持续能源需求的日益迫切,获取氢能特别是以光解水获取氢能成为了人们最关注的重点研究方向之一,其核心是寻求光催化材料的突破。其中,廉价过渡金属或这些金属氧化态材料是研究热点之一,相对于常规纳米颗粒型催化剂,考虑到其有限的受光面及颗粒不连续性导致的电荷传递断面造成的不利影响,本论文拟设计制备纳米片型镍基催化剂进行光催化产氢性能研究,具体结果如下:(1)以氧化还原合成法尝试进行了目标样品的制备,通过粉末X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征,验证所合成样品为Ni(OH)2纳米片材料,在90 ml水,10 ml三乙醇胺,20 mg曙红,20 mg催化剂,常温常压可见光照射条件下可实现1.8 mmol g-1h-1的产氢量,在与产氢相同的条件下再加入300 μL硝基苯,可利用光催化原位产出的氢将硝基苯还原,转化率可达98%;而将其焙烧为NiO-Ni(OH)2复合纳米材料后,产氢量有所提高,通过阻抗(EIS)分析表明,Ni(OH)2纳米片材料相对于复合材料的界面电荷传递阻抗较高,由此表明进一步降低界面阻抗是提高镍基纳米片材料电催化性能的关键方...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 光催化应用的研究现状
1.2.1 分解水制氢
1.2.2 降解污染物
1.2.3 还原二氧化碳
1.2.4 合成有机物
1.3 光催化基本原理及影响光催化性质的主要因素
1.3.1 光催化基本原理
1.3.2 影响光催化性质的主要因素
1.4 提高光催化剂性能的改性方法
1.4.1 形貌调控
1.4.2 离子掺杂
1.4.3 半导体复合
1.4.4 贵金属沉积
1.5 光催化剂的种类
1.5.1 二氧化钛
1.5.2 硫化镉
1.5.3 钛酸盐
1.5.4 铌酸盐
1.5.5 钽酸盐
1.5.6 三元硫族化合物MlnxSy
1.5.7 2D新型光催化剂
1.6 助催化剂的研究进展
1.6.1 过渡金属助催化剂
1.7 石墨烯光催化研究进展
1.8 本文的研究思路及内容
第2章 Ni(OH)2纳米片及衍生NiO催化剂的制备及其光催化性能研究
2.1 引言
2.2 实验试剂及仪器
2.3 实验部分
2.3.1 催化剂的制备
2.3.2 样品的表征
2.4 样品的表征结果
2.4.1 样品的XRD表征
2.4.2 样品的TEM表征
2.4.3 样品的XPS表征
2.4.4 Ni(OH)2的BET表征
2.5 Ni(OH)2的光催化产氢性能
2.5.1 Ni(OH)2的产氢性能
2.5.2 光催化过程中曙红和三乙醇胺的变化
2.6 光催化硝基苯还原反应
2.6.1 引言
2.6.2 硝基苯还原性能测试
2.7 Ni(OH)2及焙烧衍生物的表征
2.7.1 Ni(OH)2及焙烧衍生物的热重与XRD表征
2.7.2 Ni(OH)2和NiO的TEM表征
2.7.3 Ni(OH)2和NiO的EIS表征
2.8 Ni(OH)2及NiO的产氢与硝基苯还原活性测试
2.9 本章小节
第3章 镍基-氧化石墨烯复合纳米材料的制备及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 样品的制备
3.3 样品的表征
3.3.1 样品的XRD表征
3.3.2 样品的ICP表征
3.3.3 样品的TEM表征
3.3.4 镍基-氧化石墨烯的XPS表征
3.4 光催化产氢性能测试
3.4.1 光催化产氢性能测试
3.4.2 光催化产氢对照实验
3.4.3 光催化产氢循环实验
3.5 光催化硝基苯还原性能测试
3.5.1 硝基苯还原性能测试
3.5.2 硝基苯还原空白实验
3.5.3 硝基苯还原循环实验
3.6 小结
第4章 结论与展望
4.1 结论
4.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间研究成果
本文编号：3805512
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 光催化应用的研究现状
1.2.1 分解水制氢
1.2.2 降解污染物
1.2.3 还原二氧化碳
1.2.4 合成有机物
1.3 光催化基本原理及影响光催化性质的主要因素
1.3.1 光催化基本原理
1.3.2 影响光催化性质的主要因素
1.4 提高光催化剂性能的改性方法
1.4.1 形貌调控
1.4.2 离子掺杂
1.4.3 半导体复合
1.4.4 贵金属沉积
1.5 光催化剂的种类
1.5.1 二氧化钛
1.5.2 硫化镉
1.5.3 钛酸盐
1.5.4 铌酸盐
1.5.5 钽酸盐
1.5.6 三元硫族化合物MlnxSy
1.6 助催化剂的研究进展
1.6.1 过渡金属助催化剂
1.7 石墨烯光催化研究进展
1.8 本文的研究思路及内容
第2章 Ni(OH)2纳米片及衍生NiO催化剂的制备及其光催化性能研究
2.1 引言
2.2 实验试剂及仪器
2.3 实验部分
2.3.1 催化剂的制备
2.3.2 样品的表征
2.4 样品的表征结果
2.4.1 样品的XRD表征
2.4.2 样品的TEM表征
2.4.3 样品的XPS表征
2.4.4 Ni(OH)2的BET表征
2.5 Ni(OH)2的光催化产氢性能
2.5.1 Ni(OH)2的产氢性能
2.5.2 光催化过程中曙红和三乙醇胺的变化
2.6 光催化硝基苯还原反应
2.6.1 引言
2.6.2 硝基苯还原性能测试
2.7 Ni(OH)2及焙烧衍生物的表征
2.7.1 Ni(OH)2及焙烧衍生物的热重与XRD表征
2.7.2 Ni(OH)2和NiO的TEM表征
2.7.3 Ni(OH)2和NiO的EIS表征
2.8 Ni(OH)2及NiO的产氢与硝基苯还原活性测试
2.9 本章小节
第3章 镍基-氧化石墨烯复合纳米材料的制备及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 样品的制备
3.3 样品的表征
3.3.1 样品的XRD表征
3.3.2 样品的ICP表征
3.3.3 样品的TEM表征
3.3.4 镍基-氧化石墨烯的XPS表征
3.4 光催化产氢性能测试
3.4.1 光催化产氢性能测试
3.4.2 光催化产氢对照实验
3.4.3 光催化产氢循环实验
3.5 光催化硝基苯还原性能测试
3.5.1 硝基苯还原性能测试
3.5.2 硝基苯还原空白实验
3.5.3 硝基苯还原循环实验
3.6 小结
第4章 结论与展望
4.1 结论
4.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间研究成果
本文编号：3805512
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3805512.html
