磷化钴/氮化碳复合材料的制备及光催化性能的研究

发布时间：2023-01-12 10:07

　　氢气作为一种燃料因具有生产原料易得、燃烧产物清洁、能量密度高等优点受到了全世界的广泛关注。科学家们利用人工光合作用体系通过合成光催化半导体分解水制备氢气被看作是一种很有前途的将太阳能转化为化学氢燃料的方法。块体氮化碳（g-C₃N₄）比表面积小、反应活性位点少、光生电子空穴复合率高、对可见光的响应度低等问题导致其光催化活性差。因此科研工作者们通过各种方法包括形貌控制、异质结构建、金属或非金属元素掺杂、贵金属沉积、缺陷控制和染料敏化等对g-C₃N₄进行改性力求增强其光催化性能。近些年来,以过渡金属磷化物（TMP）为基础的光催化助催化剂材料成本低、含量丰富,具有良好的导电性,磷化物中所含的磷原子作为碱基能够捕获带正电荷的质子,有利于提高电荷分离速率。针对上述块体g-C₃N₄在光催化方面存在的问题,我们利用三聚氰胺和尿素两种前驱体通过水热预处理和马弗炉煅烧制备出比表面积大、反应活性位点和电子传递通道多的多孔g-C₃N₄（... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 半导体光催化技术
        1.2.1 半导体光催化技术
        1.2.2 半导体光催化原理
        1.2.3 半导体光催化剂
        1.2.4 光催化制氢原理
    1.3 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的简介及光催化性能
        1.3.1 g-C_3N_4的结构与性质
        1.3.2 g-C_3N_4在光催化方面的应用
        1.3.3 g-C_3N_4光催化制氢原理
        1.3.4 g-C_3N_4的制备方法
    1.4 g-C_3N_4的优化改性
        1.4.1 形貌控制合成
        1.4.2 元素掺杂
        1.4.3 贵金属沉积
        1.4.4 缺陷控制
        1.4.5 异质结构建
        1.4.6 染料敏化
    1.5 过渡金属磷化物磷化钴
    1.6 论文的选题依据和主要研究内容
        1.6.1 选题依据
        1.6.2 主要研究内容
    参考文献
2 实验材料及分析表征方法
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 分析表征方法
        2.2.1 X射线粉末衍射(XRD)
        2.2.2 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.3 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
        2.2.4 紫外可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)
        2.2.5 荧光光致发光光谱(PL)
        2.2.6 氮气吸附-脱附测试(BET)
        2.2.7 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.8 稳态-瞬态荧光光谱(TRPL)
    2.3 光催化析氢测试
        2.3.1 实验装置
        2.3.2 实验方法
    2.4 光电化学测试
3 CoP/多孔g-C_3N_4复合材料的制备及光催化性能的研究
    3.1 引言
    3.2 催化剂的制备
        3.2.1 g-C_3N_4的制备
        3.2.2 P-g-C_3N_4的制备
        3.2.3 CoP的制备
        3.2.4 CoP/P-g-C_3N_4 的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的结构表征
        3.3.2 催化剂的水分解活性
        3.3.3 催化剂的循环稳定性测试
        3.3.4 催化剂的光电化学测试
        3.3.5 催化剂的光催化机理
    3.4 本章小结
    参考文献
4 CoP/B掺杂g-C_3N_4点/g-C_3N_4纳米片复合材料的制备及光催化性能的研究
    4.1 引言
    4.2 催化剂的制备
        4.2.1 CNNS的制备
        4.2.2 CoP的制备
        4.2.3 BCNDs的制备
        4.2.4 CoP/CNNS和 CoP/BCNDs/CNNS的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂的结构表征
        4.3.2 催化剂的水分解活性
        4.3.3 催化剂的循环稳定性测试
        4.3.4 催化剂的光电化学测试
        4.3.5 催化剂的光催化原理
    4.4 本章小结
    参考文献
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
硕士研究生期间科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]以WS2/g-C3N4杂化复合物为共催化剂提高TiO2光催化活性（英文）[J]. 郑莉莉,肖新颜,李阳,张卫平.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(05)
[2]碱金属修饰g-C3N4的能带结构调控与载流子迁移过程[J]. 祝林,马新国,刘娜,徐国旺,黄楚云.  物理化学学报. 2016(10)



本文编号：3729778