碳纤维负载氮化碳基光催化剂的合成及高活性机制
发布时间：2022-05-08 14:28
2,4-二氯苯酚,由于其高稳定性和致癌性,迫切需要开发有效的技术将其从污染水体中去除。半导体光催化技术作为一种利用太阳光的“绿色”技术备受关注。这一技术的关键是发展高效的光催化剂。近年来高分子石墨相氮化碳（g-C3N4）由于其能够吸收可见光、良好的稳定性、廉价易获得等优点而被广泛研究。但是在使用过程中其纳米粉末难分离和其光生电子-空穴易复合导致其光催化活性不够高等因素将影响其广泛使用。为解决以上的关键问题,本文开展了以下工作:首先,采用原位热缩聚的方法实现了g-C3N4/碳纤维（ACF）负载型的纳米光催化剂的构筑,解决了粉末状纳米g-C3N4难分离的缺点,实现了光催化剂的可循环利用。另外,基于羟基自由基等测试结果表明ACF能够接收光生电子,促进光生电荷分离,进而提高g-C3N4光催化活性。其次,为了改善ACF与g-C3N4之间的界面连接,成功地在两者之间引入镍调控碳层。...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 半导体光催化技术的研究概述
1.2.1 半导体光催化反应的基本原理
1.2.2 半导体光催化技术的应用
1.3 半导体光催化材料
1.3.1 宽带隙半导体
1.3.2 窄带隙半导体
1.4 高分子石墨相氮化碳的研究
1.4.1 高分子石墨相氮化碳的结构及性质
1.4.2 高分子石墨相氮化碳的研究现状及进展
1.4.3 高分子石墨相氮化碳存在的问题
1.5 高分子石墨相氮化碳的改性策略
1.5.1 构筑负载型光催化剂
1.5.2 形貌调控
1.5.3 元素掺杂
1.5.4 贵金属沉积
1.5.5 异质结构筑
1.6 课题的立题依据及研究的内容
1.6.1 课题的立题依据
1.6.2 研究的内容
第2章 实验材料及实验方法
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 催化剂的表征方法
2.2.1 X射线衍射测试
2.2.2 紫外-可见分光光度测试
2.2.3 扫描电子显微镜测试
2.2.4 拉曼光谱测试
2.2.5 光致发光光谱测试
2.2.6 傅立叶变换红外光谱测试
2.2.7 X射线光电子能谱测试
2.2.8 气体吸脱附(TPD)测试
2.2.9 光电化学测试
2.3 羟基自由基测试
2.4 催化剂光催化活性评价
2.5 其他测试
2.5.1 活性物种捕获测试
2.5.2 降解2,4-二氯苯酚中间产物检测
第3章 g-C_3N_4/碳纤维光催化剂的合成及其光催化性能
3.1 引言
3.2 g-C_3N_4/碳纤维的合成及光催化性能
3.2.1 材料合成
3.2.2 结构表征
3.2.3 光生电荷分离
3.2.4 光催化性能
3.3 煅烧温度对g-C_3N_4/碳纤维的影响
3.3.1 结构表征
3.3.2 光生电荷分离
3.3.3 光催化性能
3.4 本章小结
第4章 界面引入碳层对g-C_3N_4/碳纤维光催化性能的影响
4.1 引言
4.2 碳层的引入对g-C_3N_4/碳纤维的影响
4.2.1 材料合成
4.2.2 结构表征
4.2.3 光生电荷分离
4.2.4 光催化性能
4.3 镍调控的碳层对g-C_3N_4/碳纤维的影响
4.3.1 材料合成
4.3.2 结构表征
4.3.3 光生电荷分离
4.3.4 光催化性能
4.3.5 机制分析
4.4 磷酸修饰对碳层引入后g-C_3N_4/碳纤维的影响
4.4.1 材料合成
4.4.2 结构表征
4.4.3 光生电荷分离
4.4.4 光催化性能
4.4.5 机制分析
4.5 本章小结
第5章 修饰纤维素对g-C_3N_4/碳纤维光催化性能的影响
5.1 引言
5.2 活性炭填充对g-C_3N_4/碳纤维的影响
5.2.1 材料合成
5.2.2 结构表征
5.2.3 光生电荷分离
5.2.4 光催化性能
5.3 纤维素表面改性对g-C_3N_4/碳纤维的影响
5.3.1 材料合成
5.3.2 结构表征
5.3.3 光生电荷分离
5.3.4 光催化性能
5.3.5 机制分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文
本文编号：3651824
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 半导体光催化技术的研究概述
1.2.1 半导体光催化反应的基本原理
1.2.2 半导体光催化技术的应用
1.3 半导体光催化材料
1.3.1 宽带隙半导体
1.3.2 窄带隙半导体
1.4 高分子石墨相氮化碳的研究
1.4.1 高分子石墨相氮化碳的结构及性质
1.4.2 高分子石墨相氮化碳的研究现状及进展
1.4.3 高分子石墨相氮化碳存在的问题
1.5 高分子石墨相氮化碳的改性策略
1.5.1 构筑负载型光催化剂
1.5.2 形貌调控
1.5.3 元素掺杂
1.5.4 贵金属沉积
1.5.5 异质结构筑
1.6 课题的立题依据及研究的内容
1.6.1 课题的立题依据
1.6.2 研究的内容
第2章 实验材料及实验方法
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 催化剂的表征方法
2.2.1 X射线衍射测试
2.2.2 紫外-可见分光光度测试
2.2.3 扫描电子显微镜测试
2.2.4 拉曼光谱测试
2.2.5 光致发光光谱测试
2.2.6 傅立叶变换红外光谱测试
2.2.7 X射线光电子能谱测试
2.2.8 气体吸脱附(TPD)测试
2.2.9 光电化学测试
2.3 羟基自由基测试
2.4 催化剂光催化活性评价
2.5 其他测试
2.5.1 活性物种捕获测试
2.5.2 降解2,4-二氯苯酚中间产物检测
第3章 g-C_3N_4/碳纤维光催化剂的合成及其光催化性能
3.1 引言
3.2 g-C_3N_4/碳纤维的合成及光催化性能
3.2.1 材料合成
3.2.2 结构表征
3.2.3 光生电荷分离
3.2.4 光催化性能
3.3 煅烧温度对g-C_3N_4/碳纤维的影响
3.3.1 结构表征
3.3.2 光生电荷分离
3.3.3 光催化性能
3.4 本章小结
第4章 界面引入碳层对g-C_3N_4/碳纤维光催化性能的影响
4.1 引言
4.2 碳层的引入对g-C_3N_4/碳纤维的影响
4.2.1 材料合成
4.2.2 结构表征
4.2.3 光生电荷分离
4.2.4 光催化性能
4.3 镍调控的碳层对g-C_3N_4/碳纤维的影响
4.3.1 材料合成
4.3.2 结构表征
4.3.3 光生电荷分离
4.3.4 光催化性能
4.3.5 机制分析
4.4 磷酸修饰对碳层引入后g-C_3N_4/碳纤维的影响
4.4.1 材料合成
4.4.2 结构表征
4.4.3 光生电荷分离
4.4.4 光催化性能
4.4.5 机制分析
4.5 本章小结
第5章 修饰纤维素对g-C_3N_4/碳纤维光催化性能的影响
5.1 引言
5.2 活性炭填充对g-C_3N_4/碳纤维的影响
5.2.1 材料合成
5.2.2 结构表征
5.2.3 光生电荷分离
5.2.4 光催化性能
5.3 纤维素表面改性对g-C_3N_4/碳纤维的影响
5.3.1 材料合成
5.3.2 结构表征
5.3.3 光生电荷分离
5.3.4 光催化性能
5.3.5 机制分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文
本文编号：3651824
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3651824.html
