g-C 3 N 4 复合纳米材料的制备及其光催化性能的研究
发布时间：2023-08-03 19:50
近年来,经济快速发展,GDP节节攀升,生活质量提高,对能源需求量加大,废水废气问题突出,光催化氧化技术备受关注与认可,是治理环境污染和能源枯竭的有效方法。较其他半导体光催化材料而言,石墨相的氮化碳(g-C3N4)具有自身独特的优势,它是一种非金属光催化剂,在可见光下具有较高的光催化活性,能较好降解有机染料。光生电子空穴对是羟基自由基及其反应的基本条件,光生空穴电子对的数量和存在时间都会对自由基的反应产生很大的影响。由于g-C3N4使得电子空穴复合速率增加,导致其量子产率大大降低,严重影响了光催化的效率。针对此问题,本研究进行了以下几方面的工作:1、石墨相氮化碳量子点(CNQD)/TiO2纳米颗粒异质结及光催化性能。CNQD的制备,先是通过热聚合法合成g-C3N4,在利用超声分散将其切割粉碎达到量子尺寸。复合样品TiO2+2.0mlCNQD的光催化效果最为理想。优异的催化效果来源于紫外光照射下,CNQD上的部分电子...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 g-C3N4 功能材料
1.2.1 研究背景
1.2.2 g-C3N4 制备方法
1.3 光催化应用
1.3.1 污水净化
1.3.2 去除污水中有害的重金属离子
1.3.3 光催化杀菌消毒
1.3.4 光解水制氢
1.3.5 光催化在有机合成中的应用
1.4 光催化降解污染物的机理
1.5 影响光催化活性的因素
1.5.1 形貌
1.5.2 晶粒尺寸
1.5.3 晶型结构
1.5.4 比表面积的影响
1.6 提高g-C3N4 光催化活性的基本思想
1.6.1 金属修饰(阳离子修饰)
1.6.2 非金属离子修饰(阴离子修饰)
1.6.3 敏化
1.6.4 表面质子化(酸化或碱化)
1.6.5 外加助催化剂
1.7 课题的研究目的及研究内容
第二章 石墨相氮化碳量子点(CNQDs)/TiO2纳米颗粒异质结及光催化性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器
2.2.2 材料制备
2.2.3 样品表征
2.2.4 光催化性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 微观形貌和晶格结构
2.3.2 晶相和质构特征
2.3.3 带隙和化学状态分析
2.3.4 光催化性能分析
2.3.5 光电流分析
2.3.6 光催化机理
2.4 本章小结
第三章 二氧化钛纳米线掺杂g-C3N4 纳米颗粒的合成及其性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 材料制备
3.2.3 样品表征
3.2.4 光催化性能测试
3.2.4.1 光催化降解实验
3.2.4.2 光催化产氢
3.2.4.3 光电流测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 微观形貌和晶格结构
3.3.2 晶相和质构特征
3.3.3 带隙和化学状态分析
3.3.4 光催化性能分析
3.3.5 光电流分析
3.3.6 光催化机理
3.4 本章小结
第四章 石墨相氮化碳负载氧化锌及其性质的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 材料制备
4.2.3 样品表征
4.2.4 光催化性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 SEM分析
4.3.2 UV-vis分析
4.3.3 XRD分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 光催化性能测试
4.3.6 光催化机理
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间论文及研究成果
致谢
本文编号：3838704
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 g-C3N4 功能材料
1.2.1 研究背景
1.2.2 g-C3N4 制备方法
1.3 光催化应用
1.3.1 污水净化
1.3.2 去除污水中有害的重金属离子
1.3.3 光催化杀菌消毒
1.3.4 光解水制氢
1.3.5 光催化在有机合成中的应用
1.4 光催化降解污染物的机理
1.5 影响光催化活性的因素
1.5.1 形貌
1.5.2 晶粒尺寸
1.5.3 晶型结构
1.5.4 比表面积的影响
1.6 提高g-C3N4 光催化活性的基本思想
1.6.1 金属修饰(阳离子修饰)
1.6.2 非金属离子修饰(阴离子修饰)
1.6.3 敏化
1.6.4 表面质子化(酸化或碱化)
1.6.5 外加助催化剂
1.7 课题的研究目的及研究内容
第二章 石墨相氮化碳量子点(CNQDs)/TiO2纳米颗粒异质结及光催化性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器
2.2.2 材料制备
2.2.3 样品表征
2.2.4 光催化性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 微观形貌和晶格结构
2.3.2 晶相和质构特征
2.3.3 带隙和化学状态分析
2.3.4 光催化性能分析
2.3.5 光电流分析
2.3.6 光催化机理
2.4 本章小结
第三章 二氧化钛纳米线掺杂g-C3N4 纳米颗粒的合成及其性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 材料制备
3.2.3 样品表征
3.2.4 光催化性能测试
3.2.4.1 光催化降解实验
3.2.4.2 光催化产氢
3.2.4.3 光电流测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 微观形貌和晶格结构
3.3.2 晶相和质构特征
3.3.3 带隙和化学状态分析
3.3.4 光催化性能分析
3.3.5 光电流分析
3.3.6 光催化机理
3.4 本章小结
第四章 石墨相氮化碳负载氧化锌及其性质的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 材料制备
4.2.3 样品表征
4.2.4 光催化性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 SEM分析
4.3.2 UV-vis分析
4.3.3 XRD分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 光催化性能测试
4.3.6 光催化机理
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间论文及研究成果
致谢
本文编号：3838704
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