碳点与铜氧化物复合材料的制备及其催化性能研究

发布时间：2024-09-17 16:33

　　荧光碳点（CDs）作为一种环境友好、原料广泛的新型零维碳材料,由于其良好的光吸收性质,高效的光生电荷转移与存储能力,在光催化领域备受关注,但同时面临着催化活性不足的问题。一般,通过将CDs与其它半导体形成双组元异质结构来提升催化性能。铜氧化物半导体具有较窄的光学带隙,良好的催化性能,但面临着严重的光学腐蚀,稳定性差,以及光生载流子分离能力不足等缺点。因此,本文利用铜氧化物的自氧化能力与富电子型CDs复合形成异质结构,来增强复合物的光吸收性质,提升光生电荷的分离能力,同时提高铜氧化物的稳定性,并达到成倍提升催化性能的目的。本文的研究内容有以下两个方面:（1）将CDs,乙酰丙酮铜以及水通过一步水热法成功制备出Cu₂O-CDs-Cu三元复合材料,这充分证明了CDs的还原性。通过SEM,TEM以及HRTEM对Cu₂O-CDs-Cu的形貌进行表征,结果表明Cu和Cu₂O包裹在CDs表面形成了核壳结构。通过对比Cu₂O和Cu₂O-CDs-Cu的固体吸收,发现Cu₂O-C...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
    1.1 前言
    1.2 碳点的性质
        1.2.1 物理性质
        1.2.2 化学性质
    1.3 碳点在催化方面的应用
        1.3.1 催化降解有机染料
        1.3.2 水分解
        1.3.3 CO_2转化
        1.3.4 化学反应
    1.4 研究的目的和意义
    1.5 研究的内容
2.实验原料及仪器
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 实验仪器操作与表征手段
        2.3.1 紫外分光光度计
        2.3.2 荧光分光光度计
        2.3.3 透射电镜(TEM)与高倍透射电镜(HRTEM)
        2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.5 粉末X射线衍射仪(XRD)
        2.3.6 傅利叶红外光谱测试(FTIR)
        2.3.7 电化学工作站
    2.4 CDs的制备
3.Cu_2O-CDs-Cu三组分催化剂的制备及其催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验方案
        3.2.1 Cu_2O以及Cu_2O-CDs-Cu的制备
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 光催化测试实验
        3.2.4 邻苯二胺催化测试
        3.2.5 OPD氧化速率计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Cu_2O和Cu_2O-CDs-Cu组成以及形貌结构表征
        3.3.2 Cu_2O和Cu_2O-CDs-Cu固体吸收测试
        3.3.3 Cu_2O和Cu_2O-CDs-Cu的类酶催化反应
        3.3.4 Cu_2O和Cu_2O-CDs-Cu的带隙测试
        3.3.5 Cu_2O和Cu_2O-CDs-Cu的活性物质检测
        3.3.6 Cu_2O和Cu_2O-CDs-Cu的催化机理分析
        3.3.7 Cu_2O和Cu_2O-CDs-Cu的稳定性能分析
    3.4 本章小结
4.CDs稳定下的Cu_4O_3 催化剂的制备及其催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验方案
        4.2.1 碳点溶液制备
        4.2.2 CuO样品制备
        4.2.3 复合样品制备
        4.2.4 催化性能测试
        4.2.5 电化学测试
        4.2.6 样品表征
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 形貌结构特征
        4.3.2 S1和S2的结构组成
        4.3.3 催化测试
        4.3.4 稳定性测试以及分析
        4.3.5 S1和S2的活性物检测
        4.3.6 催化机理分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：4005729