氮化碳分子重整及其复合光催化材料研究

发布时间：2020-12-31 01:16

　　随着社会和经济快速的发展,半导体光催化剂作为一种环境友好型光催化剂,以其独特的光稳定、抗化学腐蚀等性能,在解决能源和环境问题方面具有广阔的应用前景。在众多半导体光催化剂中,作为一种新型非金属光催化材料类石墨相碳氮化合物（g-C₃N₄）,以其具有独特的二维分子结构、易于调控的光电特性、无毒且成本低等优点,使它成为当今研究的热门材料,可用于如光催化水分解,降解污染物和二氧化碳还原以及生物标记、荧光探针等多功能纳米平台。然而,由于g-C₃N₄材料光生载流子的复合几率很高,可见光吸收范围有限,故单一的g-C₃N₄作为光催化剂活性很低。因此通过分子结构重整,引入缺陷,调节C/N原子比,改变分子共轭结构,继而调控能带结构和形貌,这种方法被认为是提高g-C₃N₄光催化材料活性的有效策略,对进一步理解光催化反应的机理,解决其在能源、环境方面的应用问题有着重要的理论价值和实际意义。因此,本课题基于调控g-C₃... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

催化系统机理图

双氰胺与熔融盐不同质量的配比对制备水溶性石墨相氮化碳（WS-GCN）的形貌有着显著的影响，因此首先必须探究两者的最佳比例，结果对产物形貌的影响如下图 3-2 所示。可以看出，通过 3:1 的比例配比获得的产物主要显示出独特的丝状形态，具有明确的（002）晶面。不过，通过增加熔融盐比例分数，形态产生了显著的变化，（002）晶面条纹变得不明显，表明层间π 堆叠有序降低。按2：1 的比例配制，产物形貌特点为厚度仅为几纳米厚的大尺寸多孔纳米片，按照 1：1 比例的配制，得到的产物以量子点主尺寸的纳米颗粒为主。因此，最终确定二者的比例为 3:1

对于WS-GCN的完全透明溶液，是通过将粉末样品溶于水中形成的，没有经过超声波处理或添加任何分散剂（如图3-4(c)所示）。该WS-GCN在380-780nm范围内的平均透过率可达到72.12％，而根据英国标准（EN673）普通GCN在相同条件下为8.82％。特此说明，这里所说的普通GCN是仅用双氰胺550℃-4h煅烧而得，以后都用GCN来表示。如图3-4(a)和(b)所示，随着WS-GCN浓度的增加，颜色从浅黄色逐渐加深为红色，显示明确的丁达尔效应。WS-GCN溶液的浓度可以达到100mg/ml，在室温下空气中储存六个月后没有沉淀。为了形成一个稳定的无表面活性剂的胶体溶液

【参考文献】：
期刊论文
[1]直流等离子体喷射法制备氮化碳涂层的研究[J]. 李文帅,相炳坤,庆振华,左敦稳,孟兆升.  工具技术. 2013(01)
[2]WO3/TiO2复合半导体的光催化性能研究[J]. 李芳柏,古国榜,黎永津.  环境科学. 1999(04)



本文编号：2948662