g-C 3 N 4 元素掺杂改性及其光催化性能研究

发布时间：2023-04-07 03:27

　　随着环境污染问题日益严重,光催化技术作为处理水污染的新途径已经成为化学和材料科学的研究热门。石墨相氮化碳作为一种特殊的有机半导体共轭聚合物,由于可见光响应、优良的热和化学稳定性、无毒以及成本低等优点而受到人们的广泛关注。但是g-C₃N₄本身所固有的比表面积小、量子产率低、载流子复合效率高、可见光的响应范围较窄(对光的吸收边缘小于460nm)等缺陷限制了其在光催化领域的发展及工业化应用。因此,对g-C₃N₄进行改性使得其成为一种可靠稳定、光催化性能优良的光催化剂意义深远。本文以石墨相氮化碳(本文统一以C₃N₄代指石墨相氮化碳)为基底,通过Cl、O元素掺杂以及C₆₀复合的方法对g-C₃N₄进行改性,显著提高了材料的光催化性能。通过简单的水浴(油浴)法成功制得Cl-C₃N₄可见光催化剂,光催化降解甲基橙(MO)实验证明,Cl元素的引入明显提升了材料的光催...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 水污染现状
        1.1.2 水污染处理
    1.2 半导体光催化技术
        1.2.1 半导体能带结构
        1.2.2 光催化原理
        1.2.3 光催化影响因素
    1.3 g-C₃N₄的研究进展
        1.3.1 g-C₃N₄的结构和性质
        1.3.2 g-C₃N₄的改性研究
    1.4 主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验材料及设备
    2.2 分析表征方法
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 扫描电子显微分析
        2.2.3 能谱分析
        2.2.4 X射线光电子能谱分析
        2.2.5 紫外-可见分光光度计分析
        2.2.6 紫外-可见漫反射吸收光谱分析
        2.2.7 比表面分析
        2.2.8 红外光谱分析
    2.3 光催化性能测试
    2.4 C₃N₄前驱体的制备及表征
第3章 Cl-C₃N₄的制备及光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 Cl-C₃N₄的表征及光催化性能测试
        3.3.1 结构表征
        3.3.2 形貌表征
        3.3.3 元素分析
        3.3.4 光催化性能分析
    3.4 光催化机理分析
        3.4.1 吸光效率分析
        3.4.2 载荷分离效率分析
        3.4.3 吸附效率分析
    3.5 循环稳定性分析
    3.6 本章小结
第4章 O-C₃N₄/C₆₀的制备及光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 O-C₃N₄/C₆₀结构及组成表征
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 SEM分析
        4.3.3 XPS分析
        4.3.4 FTIR分析
        4.3.5 BET分析
    4.4 O-C₃N₄/C₆₀的光学性能分析
        4.4.1 DRS分析
        4.4.2 光催化性能分析
        4.4.3 循环稳定性分析
    4.5 O-C₃N₄/C₆₀光催化机理讨论
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3784995