碳/石墨相氮化碳复合材料的聚倍半硅氧烷硬模板法制备及光催化性能研究

发布时间：2023-02-03 10:51

　　随着工业化程度的不断提升,环境问题引发的水体污染愈发严重。有机污染物引发的水体污染,因成分复杂等问题存在,使得降解过程尤为困难。因此,找寻一种有效的方法解决水体污染显得尤为重要。其中,光催化技术因条件温和,降解彻底,绿色环保等优点在众多方法中脱颖而出。在种类繁多的半导体光催化剂中,石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为非金属光催化剂,因物理化学性质稳定,对可见光有响应性,制备过程简便等特点在光催化领域引起了极大的关注。然而,通过学者的研究发现,g-C₃N₄自身存在有一定的缺点,比如比表面积小,催化位点低;电导率低,仅为10^-99 Sm^-1,其固有绝缘性极大降低了光生载流子的迁移速率,导致了有着较高的光生电子-空穴的复合几率,严重影响着光催化性能。为了改善g-C₃N₄自身存在的问题,目前提高其光催化效率的方法主要包括:与其它材料复合（半导体材料、碳材料等）、结构调控和贵金属沉积等。其中,通过硬模板法、碳材料复合制备具有比... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光催化技术概述
    1.3 氮化碳概述
        1.3.1 g-C_3N_4的结构
        1.3.2 g-C_3N_4的制备
        1.3.3 g-C_3N_4的应用
            1.3.3.1 光分解水产氢
            1.3.3.2 光降解有机污染物
            1.3.3.3 二氧化碳的还原
            1.3.3.4 催化有机反应
        1.3.4 影响g-C_3N_4光催化活性的因素及改性方法
            1.3.4.1 元素掺杂法
            1.3.4.2 贵金属沉积法
            1.3.4.3 与其它半导体材料(或碳材料)复合法
            1.3.4.4 结构调控法
    1.4 论文的提出
第2章 以PHDC为氮源(碳源)的聚倍半硅氧烷硬模板法制备C/g-C_3N_4 及其光催化性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要实验试剂与仪器
        2.2.2 C/g-C_3N_4复合材料的制备
            2.2.2.1 桥联单体(BPSM)的制备
            2.2.2.2 部分羟甲基化二聚氰胺(PHDC)的制备
            2.2.2.3 碳/石墨相氮化碳(C/g-C_3N_4)的制备
        2.2.3 C/g-C_3N_4复合材料的表征方法
        2.2.4 C/g-C_3N_4复合材料的光催化性能测试
        2.2.5 C/g-C_3N_4复合材料的光催化氧化机理研究
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 C/g-C_3N_4复合材料的表征
            2.3.1.1 XRD表征
            2.3.1.2 傅里叶红外光谱表征
            2.3.1.3 扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析
            2.3.1.4 紫外-可见漫反射吸收光谱表征
            2.3.1.5 热重(TG)分析
            2.3.1.6 元素分析
            2.3.1.7 比表面积及孔径分析
            2.3.1.8 PL表征
        2.3.2 C/g-C_3N_4光催化研究
            2.3.2.1 C/g-C_3N_4光催化性能测试
            2.3.2.2 C/g-C_3N_4光催化机理研究
            2.3.2.3 C/g-C_3N_4重复利用性能测试
    2.4 本章小结
第3章 以DCDA为氮源的聚倍半硅氧烷硬模板法制备C/g-C_3N_4 及其光催化性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要试剂与仪器
        3.2.2 C/g-C_3N_4复合材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 C/g-C_3N_4复合材料的表征
            3.3.1.1 XRD表征
            3.3.1.2 傅里叶红外光谱表征
            3.3.1.3 扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析
            3.3.1.4 X-射线光电子能谱(XPS)分析
            3.3.1.5 紫外-可见漫反射吸收光谱表征
            3.3.1.6 热重(TG)分析和元素分析
            3.3.1.7 比表面积及孔径分析
            3.3.1.8 PL表征
        3.3.2 C/g-C_3N_4光催化研究
            3.3.2.1 C/g-C_3N_4光催化性能测试
            3.3.2.2 C/g-C_3N_4光催化机理研究
            3.3.2.3 C/g-C_3N_4重复利用性能测试
    3.4 本章小结
第4章 结论
参考文献
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
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[2]Suitable energy platform significantly improves charge separation of g-C3N4 for CO2 reduction and pollutant oxidation under visible-light[J]. Amir Zada,Nauman Ali,Fazle Subhan,Natasha Anwar,Muhammad Ishaq Ali Shah,Muhammad Ateeq,Zahid Hussain,Khair Zaman,Momin Khan.  Progress in Natural Science:Materials International. 2019(02)
[3]工业三废处理技术及应用研究[J]. 赵瑞强,雷秀卿,施孟华.  环境与发展. 2017(06)
[4]石墨相氮化碳纳米管的合成及光催化产氢性能[J]. 郑云,王博,王心晨.  影像科学与光化学. 2015(05)
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本文编号：3734521