氮化物异质结构的制备及其光催化性能研究
发布时间：2021-02-21 09:29
随着时代的发展,环境问题与能源问题也变得日益严重。因此,我们急需找到一种可再生的方式获得绿色安全的能源来缓解当前严峻的局面。光催化技术通过利用可再生的光能也就是太阳能,是当前解决能源危机获得可再生能源的一种解决方案。此时,众多光催化材料中二维氮化物由于其在光电转化方面具有优异的表现逐渐引起了研究人员的兴趣。它基于其二维片层的独特形貌使其相较于块体材料,其拥有了更大的比表面积和更薄厚度的特点。这样一来一方面减少了光生载流子的传输距离,另一方面提供了更多的催化反应活性位点大大提升了光催化反应的性能。除此之外,比起传统的氧化物光催化剂,氮化物光催化剂拥有更大的光吸收范围。更大的光吸收范围意味着可利用的太阳光就越多,大大提升了太阳能的利用率。同时,近年来异质结的研究发现能大大改善光催化反应中关键的控制步骤——光生载流子的分离和迁移速率。一般来说我们通过构成异质结构,使其中一个材料受光照产生的光生载流子转移至另一材料表面,并在该材料上发生氧化还原反应。由于,被光照激发的光生载流子寿命得到延长所以减少了光生载流子严重的复合问题。此外,异质结构还可以通过窄带隙与宽带隙光催化剂的复合,让窄带隙光催化材...
【文章来源】：上海电力大学上海市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 光催化技术
1.2.1 光催化发展进程
1.2.2 光催化机理
1.2.3 光催化性能的影响因素
1.3 提高光催化及性能的方法
1.3.1 改善光的吸收范围和效率
1.3.2 增加光生载流子的分离和迁移速率
1.3.3 加快光催化剂表面氧化还原反应的速度
1.4 优越的光催化材料
1.4.1 氮化物光催化材料
1.4.2 二维片层光催化材料
1.5 本论文的选题依据及研究内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究内容
参考文献
第二章 实验与表征
2.1 实验所用仪器与试剂
2.1.1 实验所用试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 物理表征
2.2.1 X射线衍射
2.2.2 扫描电子显微镜（SEM）
2.2.3 透射电子显微镜（TEM）
2.2.4 原子力显微镜（AFM）
2.3 化学表征
2.3.1 样品漫反射分析
2.3.2 荧光寿命分析
2.3.3 光电化学测试
第三章 黑磷-氮化钨异质结构的制备及其光催化性能的研究
3.1 引言
3.2 黑磷氮化钨复合材料的制备
3.2.1 黑磷（BP）的制备
3.2.2 球磨黑磷的制备
3.2.3 氮化钨的制备
3.2.4 BP-BM/WN异质结的制备
3.2.5 材料的表征
3.2.6 光催化制氢步骤
3.2.7 光电化学测试
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 BP-BM/WN合成
3.3.2 BP-BM/WN的物理表征
3.3.3 BP-BM/WN的 XPS表征
3.3.4 BP-BM/WN的漫反射与AQE
3.3.5 BP-BM/WN的 DFT计算
3.3.6 BP-BM/WN的 UPS谱分析
3.3.7 BP-BM/WN的光电性能分析
3.3.8 BP-BM/WN荧光光谱分析
3.3.9 BP-BM/WN产氢性能分析
3.3.10 BP-BM/WN产氢性能与温度的分析
3.3.11 BP产氢性能与球磨时间的分析
3.3.12 BP-BM/WN分解水产氢的机理分析
3.4 本章小结
参考文献
第四章 甲酸改性氮化碳用于光催化二氧化碳还原
4.1 引言
4.2 甲酸改性氮化碳的制备
3N4的制备"> 4.2.1 未改性C3N4的制备
3N4的制备"> 4.2.2 甲酸改性C3N4的制备
4.2.3 材料的表征
4.2.4 光催化二氧化碳还原步骤
4.2.5 光电化学测试
4.3 实验结果与讨论
3N4的制备"> 4.3.1 甲酸改性C3N4的制备
3N4物理表征"> 4.3.2 甲酸改性C3N4物理表征
3N4漫反射及MS曲线"> 4.3.3 甲酸改性C3N4漫反射及MS曲线
3N4光电性能测试"> 4.3.4 甲酸改性C3N4光电性能测试
3N4二氧化碳还原性能分析"> 4.3.5 甲酸改性C3N4二氧化碳还原性能分析
3N4荧光光谱分析"> 4.3.6 甲酸改性C3N4荧光光谱分析
3N4机理分析"> 4.3.7 甲酸改性C3N4机理分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
在读研究生期间发表的论文及获得荣誉
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有光增强芬顿活性的有序介孔Fe/TiO2的制备（英文）[J]. 许振民,郑茹,陈瑶,朱建,卞振锋. 催化学报. 2019(05)
[2]具有高光催化活性的介孔单晶TiO2薄膜的制备（英文）[J]. 凌丽丽,刘龙飞,冯亚伟,朱建,卞振锋. 催化学报. 2018(04)
博士论文
[1]Ag/TiO2、MS/TiO2和CsPbX3/TiO2复合材料的合成及性能研究[D]. 夏洪波.大连理工大学 2019
[2]半导体材料的能带调控及其光催化性能的研究[D]. 王俊鹏.山东大学 2013
硕士论文
[1]基于石墨相氮化碳的复合材料的制备及其光催化产氢性能研究[D]. 郑鹏飞.郑州大学 2016
本文编号：3044160
【文章来源】：上海电力大学上海市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 光催化技术
1.2.1 光催化发展进程
1.2.2 光催化机理
1.2.3 光催化性能的影响因素
1.3 提高光催化及性能的方法
1.3.1 改善光的吸收范围和效率
1.3.2 增加光生载流子的分离和迁移速率
1.3.3 加快光催化剂表面氧化还原反应的速度
1.4 优越的光催化材料
1.4.1 氮化物光催化材料
1.4.2 二维片层光催化材料
1.5 本论文的选题依据及研究内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究内容
参考文献
第二章 实验与表征
2.1 实验所用仪器与试剂
2.1.1 实验所用试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 物理表征
2.2.1 X射线衍射
2.2.2 扫描电子显微镜（SEM）
2.2.3 透射电子显微镜（TEM）
2.2.4 原子力显微镜（AFM）
2.3 化学表征
2.3.1 样品漫反射分析
2.3.2 荧光寿命分析
2.3.3 光电化学测试
第三章 黑磷-氮化钨异质结构的制备及其光催化性能的研究
3.1 引言
3.2 黑磷氮化钨复合材料的制备
3.2.1 黑磷（BP）的制备
3.2.2 球磨黑磷的制备
3.2.3 氮化钨的制备
3.2.4 BP-BM/WN异质结的制备
3.2.5 材料的表征
3.2.6 光催化制氢步骤
3.2.7 光电化学测试
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 BP-BM/WN合成
3.3.2 BP-BM/WN的物理表征
3.3.3 BP-BM/WN的 XPS表征
3.3.4 BP-BM/WN的漫反射与AQE
3.3.5 BP-BM/WN的 DFT计算
3.3.6 BP-BM/WN的 UPS谱分析
3.3.7 BP-BM/WN的光电性能分析
3.3.8 BP-BM/WN荧光光谱分析
3.3.9 BP-BM/WN产氢性能分析
3.3.10 BP-BM/WN产氢性能与温度的分析
3.3.11 BP产氢性能与球磨时间的分析
3.3.12 BP-BM/WN分解水产氢的机理分析
3.4 本章小结
参考文献
第四章 甲酸改性氮化碳用于光催化二氧化碳还原
4.1 引言
4.2 甲酸改性氮化碳的制备
3N4的制备"> 4.2.1 未改性C3N4的制备
3N4的制备"> 4.2.2 甲酸改性C3N4的制备
4.2.3 材料的表征
4.2.4 光催化二氧化碳还原步骤
4.2.5 光电化学测试
4.3 实验结果与讨论
3N4的制备"> 4.3.1 甲酸改性C3N4的制备
3N4物理表征"> 4.3.2 甲酸改性C3N4物理表征
3N4漫反射及MS曲线"> 4.3.3 甲酸改性C3N4漫反射及MS曲线
3N4光电性能测试"> 4.3.4 甲酸改性C3N4光电性能测试
3N4二氧化碳还原性能分析"> 4.3.5 甲酸改性C3N4二氧化碳还原性能分析
3N4荧光光谱分析"> 4.3.6 甲酸改性C3N4荧光光谱分析
3N4机理分析"> 4.3.7 甲酸改性C3N4机理分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
在读研究生期间发表的论文及获得荣誉
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有光增强芬顿活性的有序介孔Fe/TiO2的制备（英文）[J]. 许振民,郑茹,陈瑶,朱建,卞振锋. 催化学报. 2019(05)
[2]具有高光催化活性的介孔单晶TiO2薄膜的制备（英文）[J]. 凌丽丽,刘龙飞,冯亚伟,朱建,卞振锋. 催化学报. 2018(04)
博士论文
[1]Ag/TiO2、MS/TiO2和CsPbX3/TiO2复合材料的合成及性能研究[D]. 夏洪波.大连理工大学 2019
[2]半导体材料的能带调控及其光催化性能的研究[D]. 王俊鹏.山东大学 2013
硕士论文
[1]基于石墨相氮化碳的复合材料的制备及其光催化产氢性能研究[D]. 郑鹏飞.郑州大学 2016
本文编号：3044160
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3044160.html
教材专著
