石墨相氮化碳基催化剂的能带调控及其在可见光催化中的应用
发布时间：2021-08-25 04:43
光催化是解决目前人类所面临环境和能源问题的一个重要手段。传统的光催化技术研究主要集中在紫外光催化上,而紫外光只占太阳光谱能量的5%,发展可见光催化技术是解决太阳光能量利用率问题的关键。石墨相氮化碳（Graphitic Carbon Nitride,g-C3N4）因其制备简单、原料储量丰富、性质稳定、绿色环保等优点引起了广泛的关注。但是g-C3N4载流子迁移率低,光生电子空穴对复合率高,光吸收阈值小等缺点限制了它的应用。如何有效提高g-C3N4的可见光催化活性是目前亟待解决的问题。本文通过对g-C3N4的能带结构进行调控,使其满足不同可见光催化反应,主要制备了三种石墨相氮化碳基可见光催化剂:氧掺杂多孔石墨相氮化碳（Oxygen Doped Porous Graphitic Carbon Nitride,OA-g-C3N4）、黑磷纳米片改性的石墨相氮化碳纳米片（Black Phosphorus Nanosheets Decorated Graphitic Carbon Nitride,BPCNS）以及具有三嗪和七嗪结构的石墨相氮化碳（Triazine/Heptazine Graphitic...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(a)三嗓(b)七嗓基本结构和(c)氮化碳goal
博士学位论文??２．８．２化学结构分析??图２．３是催化剂的ＸＲＤ谱图。如图所示，ｇ－Ｃ３Ｎ４在２０为１３．１°和２７．４°处出现了??两个特征衍射峰，分别为ｇ－Ｃ３Ｎ４的（１００）和（００２）晶面，与文献中的报道相符合，??说明制备出来的催化剂确实为ｇ－Ｃ３Ｎ４［１９１］。在ｘ°／。ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４系列催化剂的谱图中可??以观察到它们的特征衍射峰峰强明显减弱，该现象说明ｇ－Ｃ３Ｎ４的基本结构遭到破坏，??由此可以推断出０成功掺杂进ｇ－Ｃ３Ｎ４七嗪单元的骨架中［１５６］。此外ｘ％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４在??２７．４°处的特征衍射峰向小角度位移，这表明ｘ％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４层间距变大［１９２］，这和ＴＥＭ??分析结果相吻合。??ｒ－：ｍ?Ａ??色?Ｊ?￣ｌ２４?…?ｇ－ｃ＾４??ｔ?一３．５％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??Ｉ???－Ｔ?Ａ?Ｎ??１０％?ＯＡ－ｇ－Ｃ＾Ｎ４??－＾２０％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４???４０〇／ｏ?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４?????５０％?ＯＡ－ｇ－ＣｉｌＳ、??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０??２０?（ｄｅｇｒｅｅ）??图２．３?ｇ－Ｃ３Ｎ４和ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４催化剂的ＸＲＤ谱图??Ｆｉｇ?２．３?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ｇ－Ｃ３Ｎ４?ａｎｄ?ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??ＸＰＳ利用外加能量激发催化剂使得催化剂中元素的内层电子发生离散，通过测??试离散电子的能量来确定物质的组成信息，是用来研宄催化剂化学结构和电子分布的??重要手段。从图２．４?（ａ）可以观察到ｇ－Ｃ３Ｎ４和４０％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４出现了?Ｃ、Ｎ、０信号??峰
Ｆｉｇ?２．７?Ｔｈｅ?ＥＰＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｇ－Ｃ３Ｎ４?ａｎｄ?４０％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??所以综上表征结果，可以确定ｘ％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４基本结构单元：部分七嗪环结构中??ｓｐ２Ｎ被０原子所替代，如图２．８所示。??？?〇??图２．８?Ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４的基本结构单元??Ｆｉｇ?２．８?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｉｔ?ｏｆ?ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??３０??
本文编号：3361419
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(a)三嗓(b)七嗓基本结构和(c)氮化碳goal
博士学位论文??２．８．２化学结构分析??图２．３是催化剂的ＸＲＤ谱图。如图所示，ｇ－Ｃ３Ｎ４在２０为１３．１°和２７．４°处出现了??两个特征衍射峰，分别为ｇ－Ｃ３Ｎ４的（１００）和（００２）晶面，与文献中的报道相符合，??说明制备出来的催化剂确实为ｇ－Ｃ３Ｎ４［１９１］。在ｘ°／。ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４系列催化剂的谱图中可??以观察到它们的特征衍射峰峰强明显减弱，该现象说明ｇ－Ｃ３Ｎ４的基本结构遭到破坏，??由此可以推断出０成功掺杂进ｇ－Ｃ３Ｎ４七嗪单元的骨架中［１５６］。此外ｘ％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４在??２７．４°处的特征衍射峰向小角度位移，这表明ｘ％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４层间距变大［１９２］，这和ＴＥＭ??分析结果相吻合。??ｒ－：ｍ?Ａ??色?Ｊ?￣ｌ２４?…?ｇ－ｃ＾４??ｔ?一３．５％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??Ｉ???－Ｔ?Ａ?Ｎ??１０％?ＯＡ－ｇ－Ｃ＾Ｎ４??－＾２０％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４???４０〇／ｏ?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４?????５０％?ＯＡ－ｇ－ＣｉｌＳ、??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０??２０?（ｄｅｇｒｅｅ）??图２．３?ｇ－Ｃ３Ｎ４和ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４催化剂的ＸＲＤ谱图??Ｆｉｇ?２．３?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ｇ－Ｃ３Ｎ４?ａｎｄ?ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??ＸＰＳ利用外加能量激发催化剂使得催化剂中元素的内层电子发生离散，通过测??试离散电子的能量来确定物质的组成信息，是用来研宄催化剂化学结构和电子分布的??重要手段。从图２．４?（ａ）可以观察到ｇ－Ｃ３Ｎ４和４０％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４出现了?Ｃ、Ｎ、０信号??峰
Ｆｉｇ?２．７?Ｔｈｅ?ＥＰＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｇ－Ｃ３Ｎ４?ａｎｄ?４０％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??所以综上表征结果，可以确定ｘ％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４基本结构单元：部分七嗪环结构中??ｓｐ２Ｎ被０原子所替代，如图２．８所示。??？?〇??图２．８?Ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４的基本结构单元??Ｆｉｇ?２．８?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｉｔ?ｏｆ?ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??３０??
本文编号：3361419
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3361419.html
教材专著
