氮化碳纳米管可控制备及其光催化降解污染物协同产氢性能研究
发布时间：2023-04-18 21:53
进入21世纪以来,开发和利用清洁的能源已成为人类社会的共识。光催化技术是一种以太阳能为驱动力,半导体为光催化剂,直接将太阳能转化为化学能的有效途径。同时,光催化技术在污染物降解、重金属还原和自清洁等环境保护方面发挥着重要作用。石墨相氮化碳(g-C3N4)自应用于光催化领域以来,引起了人们的极大关注。为克服其体块大、比表面积小以及光生载流子分离效率低且迁移速率慢等缺点,本文将水热/超分子自组装/离子溶剂热法和高温煅烧相结合,制备了一系列氮化碳纳米管光催化剂。并将其应用于污染物去除和产氢实验中,同时对其光催化降解协同产氢性能进行探索与研究。具体研究内容如下:(1)“红色”富碳氮化碳纳米管(R-CN)的合成及其降解协同产氢性能研究。通过水热法对前驱体杂化修饰,后调控煅烧气氛(空气、N2、Ar)以合成氮化碳纳米管。污染物降解实验证明,空气气氛下煅烧的氮化碳纳米管具有更优异的光催化活性。光照3 h后,R-CN对罗丹明B(RhB)降解率达到了60%,相比于体相氮化碳(bulk g-C3N4...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光催化技术概述
1.2.1 光催化技术机理
1.2.2 光催化技术应用研究
1.2.2.1 光催化降解污染物
1.2.2.2 光催化分解水产氢
1.2.2.3 光催化还原CO2
1.2.2.4 光催化降解污染物协同产氢
1.2.3 半导体光催化材料研究
1.2.3.1 影响半导体光催化材料性能因素
1.2.3.2 半导体光催化材料改性方法
1.2.3.3 新型可见光响应半导体材料
1.3 石墨相氮化碳(g-C3N4)研究
1.3.1 g-C3N4 概述
1.3.2 g-C3N4 制备
1.3.3 g-C3N4 改性研究
1.3.3.1 形貌调控
1.3.3.2 能带工程
1.3.3.3 半导体复合
1.3.4 g-C3N4 的应用
1.4 论文选题依据及研究内容
1.4.1 论文选题依据
1.4.2 论文研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验试剂及原料
2.2 实验仪器及设备
2.3 样品光催化性能测试
2.3.1 光催化降解目标污染物测试
2.3.2 光催化产氢性能测试
2.3.3 光催化降解污染物协同产氢测试
第三章 富碳氮化碳纳米管光催化剂制备与性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂和仪器
3.2.2 光催化剂的制备
3.2.3 样品光催化活性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 扫描电镜(SEM)分析
3.3.2 X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)分析
3.3.3 X射线光电子能谱(XPS)和N2吸附-脱附(BET)分析
3.3.4 紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)及能带分析
3.3.5 光电性能分析
3.3.6 光催化活性测试及动力学研究
3.3.7 光催化机理研究
3.4 本章小结
第四章 富氮氮化碳纳米管制备及其光催化性能探究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂和仪器
4.2.2 光催化剂的制备
4.2.3 样品光催化活性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析
4.3.2 N2 吸附-脱附(BET)分析
4.3.3 X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)分析
4.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
4.3.5 紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)分析
4.3.6 光电性能分析
4.3.7 光催化活性测试及动力学研究
4.3.8 光催化机理研究
4.4 本章小结
第五章 表面氰基(-C≡N)修饰氮化碳纳米管制备及其光催化性能探究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂和仪器
5.2.2 光催化剂的制备
5.2.3 样品光催化活性测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 扫描电镜(SEM)分析
5.3.2 X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)分析
5.3.3 X射线光电子能谱(XPS)分析
5.3.4 紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)和XPS价带谱分析
5.3.5 光电性能分析
5.3.6 光催化活性测试及动力学研究
5.3.7 质谱分析和光催化机理研究
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 存在的问题及展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3793104
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光催化技术概述
1.2.1 光催化技术机理
1.2.2 光催化技术应用研究
1.2.2.1 光催化降解污染物
1.2.2.2 光催化分解水产氢
1.2.2.3 光催化还原CO2
1.2.3 半导体光催化材料研究
1.2.3.1 影响半导体光催化材料性能因素
1.2.3.2 半导体光催化材料改性方法
1.2.3.3 新型可见光响应半导体材料
1.3 石墨相氮化碳(g-C3N4)研究
1.3.1 g-C3N4 概述
1.3.2 g-C3N4 制备
1.3.3 g-C3N4 改性研究
1.3.3.1 形貌调控
1.3.3.2 能带工程
1.3.3.3 半导体复合
1.3.4 g-C3N4 的应用
1.4 论文选题依据及研究内容
1.4.1 论文选题依据
1.4.2 论文研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验试剂及原料
2.2 实验仪器及设备
2.3 样品光催化性能测试
2.3.1 光催化降解目标污染物测试
2.3.2 光催化产氢性能测试
2.3.3 光催化降解污染物协同产氢测试
第三章 富碳氮化碳纳米管光催化剂制备与性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂和仪器
3.2.2 光催化剂的制备
3.2.3 样品光催化活性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 扫描电镜(SEM)分析
3.3.2 X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)分析
3.3.3 X射线光电子能谱(XPS)和N2吸附-脱附(BET)分析
3.3.4 紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)及能带分析
3.3.5 光电性能分析
3.3.6 光催化活性测试及动力学研究
3.3.7 光催化机理研究
3.4 本章小结
第四章 富氮氮化碳纳米管制备及其光催化性能探究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂和仪器
4.2.2 光催化剂的制备
4.2.3 样品光催化活性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析
4.3.2 N2 吸附-脱附(BET)分析
4.3.3 X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)分析
4.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
4.3.5 紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)分析
4.3.6 光电性能分析
4.3.7 光催化活性测试及动力学研究
4.3.8 光催化机理研究
4.4 本章小结
第五章 表面氰基(-C≡N)修饰氮化碳纳米管制备及其光催化性能探究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂和仪器
5.2.2 光催化剂的制备
5.2.3 样品光催化活性测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 扫描电镜(SEM)分析
5.3.2 X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)分析
5.3.3 X射线光电子能谱(XPS)分析
5.3.4 紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)和XPS价带谱分析
5.3.5 光电性能分析
5.3.6 光催化活性测试及动力学研究
5.3.7 质谱分析和光催化机理研究
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 存在的问题及展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3793104
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