g-C 3 N 4 /CNFs复合光催化材料的可控制备及其光催化性能的研究
发布时间：2021-09-05 03:34
环境污染和能源短缺是当今人类面临的两大难题,近几十年,如何有效地利用太阳能净化环境或者将其转化为氢能成为研究者们关注的焦点。石墨相氮化碳（g-C3N4）作为非金属半导体材料具有无毒,化学稳定性和热稳定性好的特点,被应用在光催化领域,但是粉体g-C3N4在应用中光催化效率较差,且易流失难以回收。因此对其进行改性以充分发挥其优点,能拓宽其应用潜能。本研究利用电纺丝基纤维作为载体,将其与g-C3N4复合获得光催化剂,并且在此基础上,进一步移除纤维载体得到管状g-C3N4,之后考察了制备的催化剂降解甲基橙等有机污染物的光催化性能以及催化剂使用过程中的稳定性。（1）将以三聚氰胺为原料经过高温热聚合得到的g-C3N4进行超声剥离,然后利用水热过程将片层的g-C3N4与电纺碳纤维复合获得g-C3N4
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光解水制氢发生途径的示意图
2图 1-2 利用半导体光催化剂分解水的原理e 1-2 Principle of water splitting using semiconductor photocatalys1-2[21]分别为光解水制氢发生途径示意图以及半导体在激发的电子很容易与空穴发生复合而不能进行下一步光催化剂的催化效率，难题之一就是如何有效克服光生点。除此之外，大多数半导体光催化剂具有较宽的能带3.2eV，因此它们只能吸收位于短波区的紫外光，而紫过对半导体材料进行改性或者发掘出具有更窄的能带利用率显得尤为重要[22,23]。Wang 等[24]利用 CdSe 纳而形成 ZnO-CdSe 异质结构的复合物，提高了光催化
首次在光催化分解水制氢的反应中得到应用[26]，g-C3N4因此很快受到来自世界各个国家研究者们的广泛关注，吸引了大量的学者对其进行研究与改性，以尽可能的发挥该材料的优势与潜在的应用价值。1.2 石墨相氮化碳材料概述由于半导体光催化剂具有较大的带隙能而对太阳能的利用率较低，在可见光催化的应用中遇到了瓶颈，因此寻求具有较好的可见光活性的半导体催化剂十分重要，g-C3N4作为聚合物半导体，基本组成中不含金属，结构与石墨相似，并且具有合适的电子能带结构（带隙能为 2.7 eV），制备过程简单，物理化学性质稳定等特点，因此在研究界受到众多研究者的关注[27-29]。实际上，1834 年的时候，氮化碳高分子衍生物已经由 Berzelius 等合成，Liebig 把它命名为“melon”[30]，因此，氮化碳（C3N4）并不是近几十年出现的新物种，而被认为是最古老的人工聚合物之一。关于 g-C3N4的发展历史以及其在光催化中的应用如图 1-3 所示[31]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Combination Mechanism and Enhanced Visible-Light Photocatalytic Activity and Stability of CdS/g-C3N4 Heterojunctions[J]. Huanyan Xu,Licheng Wu,Liguo Jin,Kejia Wu. Journal of Materials Science & Technology. 2017(01)
[2]氮化碳聚合物半导体光催化[J]. 张金水,王博,王心晨. 化学进展. 2014(01)
博士论文
[1]石墨相氮化碳的制备、表征及其光催化性能研究[D]. 陈秀芳.福州大学 2011
本文编号：3384588
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光解水制氢发生途径的示意图
2图 1-2 利用半导体光催化剂分解水的原理e 1-2 Principle of water splitting using semiconductor photocatalys1-2[21]分别为光解水制氢发生途径示意图以及半导体在激发的电子很容易与空穴发生复合而不能进行下一步光催化剂的催化效率，难题之一就是如何有效克服光生点。除此之外，大多数半导体光催化剂具有较宽的能带3.2eV，因此它们只能吸收位于短波区的紫外光，而紫过对半导体材料进行改性或者发掘出具有更窄的能带利用率显得尤为重要[22,23]。Wang 等[24]利用 CdSe 纳而形成 ZnO-CdSe 异质结构的复合物，提高了光催化
首次在光催化分解水制氢的反应中得到应用[26]，g-C3N4因此很快受到来自世界各个国家研究者们的广泛关注，吸引了大量的学者对其进行研究与改性，以尽可能的发挥该材料的优势与潜在的应用价值。1.2 石墨相氮化碳材料概述由于半导体光催化剂具有较大的带隙能而对太阳能的利用率较低，在可见光催化的应用中遇到了瓶颈，因此寻求具有较好的可见光活性的半导体催化剂十分重要，g-C3N4作为聚合物半导体，基本组成中不含金属，结构与石墨相似，并且具有合适的电子能带结构（带隙能为 2.7 eV），制备过程简单，物理化学性质稳定等特点，因此在研究界受到众多研究者的关注[27-29]。实际上，1834 年的时候，氮化碳高分子衍生物已经由 Berzelius 等合成，Liebig 把它命名为“melon”[30]，因此，氮化碳（C3N4）并不是近几十年出现的新物种，而被认为是最古老的人工聚合物之一。关于 g-C3N4的发展历史以及其在光催化中的应用如图 1-3 所示[31]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Combination Mechanism and Enhanced Visible-Light Photocatalytic Activity and Stability of CdS/g-C3N4 Heterojunctions[J]. Huanyan Xu,Licheng Wu,Liguo Jin,Kejia Wu. Journal of Materials Science & Technology. 2017(01)
[2]氮化碳聚合物半导体光催化[J]. 张金水,王博,王心晨. 化学进展. 2014(01)
博士论文
[1]石墨相氮化碳的制备、表征及其光催化性能研究[D]. 陈秀芳.福州大学 2011
本文编号：3384588
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3384588.html
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