氧化铈量子点修饰的氮化碳材料的光催化性能研究

发布时间：2023-03-19 11:01

　　半导体光催化技术在光解水制氢制氧、污染物消除和二氧化碳还原等领域具有广泛的应用前景,是解决当前全球能源短缺和环境污染问题的理想途径之一。作为一种不含金属组分的聚合物半导体光催化剂,石墨相氮化碳(CN)因其成本低廉、合成方法简便、结构稳定、无毒及带隙可调控等优点引起了研究者的极大关注。然而,由于聚合物材料的特性,CN光催化剂的光生电子-空穴复合严重,这极大制约了CN的光催化应用。在本论文中,为了提高CN光催化剂的载流子分离效率,我们原位合成了氧化铈(CeO₂)量子点(QDs)锚定的一维CN纳米管材料,并探究了这种零维(0D)/一维(1D)异质结光解水产氢活性和光催化活性增强机制。本论文的主要研究结果如下:(1)首先通过超分子聚集体热缩聚法成功地制备了1D的硫掺杂氮化碳纳米管(SCN NTs);然后采用原位沉积沉淀法将CeO₂ QDs担载到1D的SCN纳米管上,形成了Ⅱ型CeO₂/SCN异质结。催化剂的结构和形貌表征结果表明,2-3 nm的CeO₂ QDs均匀地分布在SCN NTs的内部或外部,提供了高...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光催化机理
        1.2.1 半导体的光催化过程
        1.2.2 光催化分解水产氢机理
    1.3 纳米材料
        1.3.1 零维纳米材料
        1.3.2 一维纳米材料
        1.3.3 二维纳米材料
        1.3.4 三维纳米材料
    1.4 石墨相氮化碳(CN)
        1.4.1 石墨相氮化碳(CN)的基本性质
        1.4.2 石墨相氮化碳(CN)的制备
            1.4.2.1 热聚合法
            1.4.2.2 固相法
            1.4.2.3 溶剂热法
            1.4.2.4 电化学沉积法
            1.4.2.5 熔盐法
        1.4.3 石墨相氮化碳(CN)的改性
            1.4.3.1 元素掺杂
            1.4.3.2 形貌调控
            1.4.3.3 异质结构建
            1.4.3.4 缺陷引入
        1.4.4 石墨相氮化碳(CN)的应用
            1.4.4.1 光催化分解水制氢和制氧
            1.4.4.2 污染物降解
            1.4.4.3 CO₂还原
            1.4.4.4 细菌消毒
            1.4.4.5 有机合成
    1.5 金属氧化物材料
    1.6 选题的研究目的和意义
第2章 热缩聚-原位沉积法合成氧化铈量子点修饰的氮化碳纳米管材料
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要原料及试剂
        2.2.2 主要仪器及设备
        2.2.3 CeO₂ QDs/SCN NTs复合光催化剂的制备
        2.2.4 光催化剂的表征技术
    2.3 结果与讨论
    2.4 本章小结
第3章 氧化铈量子点修饰的氮化碳纳米管的光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要原料及试剂
        3.2.2 主要仪器及设备
        3.2.3 光催化剂的表征技术
        3.2.4 光催化反应
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
第4章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
个人简介
致谢
在校期间公开发表论文及科研情况



本文编号：3765132