贵金属修饰g-C 3 N 4 /TiO 2 异质结纳米纤维材料的制备及光催化产氢性能研究

发布时间：2022-02-08 12:20

　　不可再生能源——化石燃料的逐渐枯竭严重影响了全球经济和工业生产的快速增长,因此可再生能源的发展已经越来越受到人们的关注。利用半导体光催化技术可以将太阳能转化为环境友好的氢能,其不仅运行成本低廉而且生成的燃料零污染,因此该技术的研究与开发已成为当前新能源领域的热点。类石墨氮化碳（g-C₃N₄）因其带隙宽度窄（2.7eV）、化学稳定性与热稳定性高、环境友好以及制备工艺简单、成本低等特点,成为目前光催化领域研究的热点材料。本文通过热聚合方法制备了g-C₃N₄。以g-C₃N₄、钛酸丁酯（Ti（OC₄H₉）₄）和聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）作为前驱体,采用静电纺丝技术,获得了g-C₃N₄/Ti（OC₄H₉）₄/PVP复合纳米纤维,再经过高温煅烧,制备出g-C₃N_4... 

【文章来源】：东北师范大学吉林省211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：48 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光催化反应机理8

［24］常见的半导体光催化剂的能带示意图如图1.2所示。图1.2 常见半导体光催化剂的能带位置及其氧化还原电势［24］1.2.3 影响光催化制氢反应效率的因素与半导体光催化原理一样，利用太阳能分解水制备出氢气也要在经过光子吸收、电子空穴对产生并分离、催化剂表面反应三个过程后才能实现。而这三个过程都会影响到氢气产生的速率和数量等等。主要问题如下：（1）光催化产氢的整体效率决定于半导体光催化剂中光生电子和空穴的分离，以及表面

子密度却增加。金属纳米粒子的内部和外部的电荷重新分配创造了一个与光波提供的外加电场方向相反的新电场。随着电子密度的改变，纳米粒子中的库仑力开始一系列振荡，就像一个弹簧一旦拉伸就开始振荡一样（如图1.4所示）。这些电荷密度和电场的连续振荡称为局域表面等离激元共振，可以持续大约10fs，［79］此时电子移相。在100fs时，电子-电子散射发生；约1ps之后产生与声子耦合的热电子。金属纳米粒子中的传导电子以最小功耗振荡的频率称为等离激元振动频率。许多金属等离激元共振频率与太阳光谱重叠，共振频率也可以通过调整颗粒大小、形状和所处环境改变。［80］图1.4 电场作用下金属纳米颗粒等离子体振荡示意图［81］1.5.2 表面等离激元共振效应促进光解水产氢很多光催化剂因为其有限的捕光能力、较少的载流子和较高的氢超电势等等问题，导致其光催化性能大打折扣，而等离激元共振效应可以解决这些问题。等离激元共振效应在以下五个

【参考文献】：
博士论文
[1]电纺无机纳米纤维材料的制备及其功能化研究[D]. 张振翼.东北师范大学 2012

硕士论文
[1]MoS2-g-C3N4复合材料的合成及光催化制氢性能研究[D]. 张雪伟.吉林大学 2015
[2]新型表面等离子体光催化材料[D]. 廖娟.北京邮电大学 2013



本文编号：3615058