类石墨相氮化碳光催化剂的改性研究

发布时间：2021-10-22 02:31

　　类石墨相氮化碳是一种新兴不含金属的光催化剂,在可见光辐射下有良好的光响应性,具有非常好的应用前景,但其光催化性能还是不能大规模量产应用。目前对类石墨氮化碳的研究主要是关于如何提高类石墨氮化碳的光催化效率,通过常用方法制备的类石墨氮化碳不仅比表面积比较小,而且由于光生电子和空穴的高复合率导致其具有较低的量子效率;另外,它的可见光响应范围相对较窄,在太阳光照射下存在吸收不充分的问题。对类石墨相氮化碳进行修饰改性可以有效改变类石墨相氮化碳的电子结构与形貌特征,由此拓宽和调节其催化性能与应用范围,其中掺杂改性和复合改性是修饰类石墨相氮化碳的主要方法。本文分别通过金属镱掺杂改性、金属镱和非金属磷共掺杂改性以及与碳量子点复合改性三种方法,并分别对修饰改性后的类石墨相氮化碳进行光催化活性性能研究,所制备的高活性类石墨相氮化碳光催化性能提升效果明显。本文具体内容如下:（1）以三聚氰胺和氯化镱为原料,利用液体中的布朗运动使三聚氰胺与氯化镱加热互溶,然后在低压下对处理过的前驱体进行烘干,得到的样品再放入管式炉（氮气流下）进一步反应,采用液相掺杂法一步合成了镱离子掺杂的类石墨相氮化碳。经光催化活性测试,30... 

【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光辐射下的电子激发

第1章绪论3图1-1光辐射下的电子激发图1-2半导体光催化剂受光照时电子和空穴的变化光生空穴具有很强的氧化性而光生电子具有很强的还原性，它们组成了氧化还原体系。其中光生电子(e-)具有非常强的氧化与还原能力，它不仅可以使吸附在半导体光催化剂表面上的有机物活化氧化，还能使其表面上的电子受体被还原。而由光辐射激发产生的光生空穴(h+)则是很好的氧化剂，一般可以通过与水（H2O）化学吸附或与表面羟基（OH-）反应生成具有强氧化能力的羟基自由基（·OH）。研究表明羟基自由基基本能够氧化所有有机物并使其矿化。一般光催化反应都是在空气中进行的，其中一个重要原因就是空气中所含的氧气对光催化具有促进作用，可以加速反应的进行，它能与光生电子作用形成超氧离自由基·O2-，接着与H+生成HO2，最后再生成羟基自由基（·OH），因此成为羟基

第1章绪论6位置为470nm的蓝色荧光，其良好的光电特性常被用作半导体光催化材料[22]。由于g-C3N4的半导体特性使其具有新型太阳能转换材料的潜力，例如做光电太阳能化学电池材料等。g-C3N4与其他几种半导体材料的价带和导带位置对比如图1-4所示，图中水的氧化还原电位被g-C3N4的价带和导带位置完全覆盖，所以从理论上讲，g-C3N4不仅可以氧化水制得氧气，也可以还原水制得氢气。图1-3g-C3N4的两种可能的结构单元组成图1-4几种材料的电子带隙结构对比图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3450206