Cu 2 (OH) 2 CO 3 /O-g-C 3 N 4 复合物的制备及其光催化性能研究
发布时间：2023-11-11 18:44
能源短缺和环境污染已成为各国亟待解决的问题。半导体光催化技术因其具有高效的能源转化和污染物去除能力而有望成为解决未来能源和环境问题的有效方法。因此,探索高效的和稳定性良好的光催化剂是当下研究的热点。本研究基于半导体光催化剂石墨相氮化碳具有无毒、经济、稳定性良好等优点,针对其光致载流子的分离率低和有限的可见光吸收能力等缺点,对其实行改性,以改善其光催化活性。本研究以尿素为原料采用酸处理氧化法制备氧掺杂的g-C3N4(O-g-C3N4),然后以O-g-C3N4为前体,采用共沉淀法原位制备Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4异质结复合物(简称CuCN),并将其用于可见光驱动的光催化裂解水产氢和光催化降解孔雀石绿(MG)来探究其光催化性能。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、BET、UV-vis、PL、EIS和XPS等分析手段,对CuCN复合物光催...
【文章页数】：110 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 光催化技术的研究背景
1.2.1 光催化技术的研究进展
1.2.2 光催化技术的反应基理
1.2.3 光催化产氢的反应机理
1.2.4 光催化降解有机物的反应机理
1.2.5 光催化技术的研究重点
1.3 石墨相氮化碳的结构特征与光催化性能
1.3.1 石墨相氮化碳的结构特征
1.3.2 石墨相氮化碳的制备方法
1.3.3 g-C3N4基光催化材料的研究进展
1.4 g-C3N4基光催化剂性能提高的途径
1.4.1 形貌调控
1.4.2 元素掺杂
1.4.3 g-C3N4基复合材料的构建
1.5 碱式碳酸铜的结构特征及光催化性能
1.6 含铜化合物/g-C3N4复合物的研究进展
1.7 课题的研究意义、技术路线及创新点
1.7.1 研究意义
1.7.2 技术路线
1.7.3 创新点
第二章 实验材料仪器和方法
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器及设备
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验设备
2.3 样品的制备
2.3.1 g-C3N4的制备
2.3.2 氧掺杂g-C3N4的制备
2.3.3 Cu2(OH)2CO3的制备
2.3.4 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的制备
2.4 实验方法
2.4.1 光催化裂解水产氢实验
2.4.2 光催化降解实验
2.5 计算方法
2.5.1 禁带宽度Eg的计算
2.5.2 能带位置的计算
2.5.3 响应曲面分析法
2.5.4 降解效率的计算方法
2.6 表征与测试方法
第三章 g-C3N4和O-g-C3N4的理化性质及光催化性能研究
3.1 g-C3N4的理化性质
3.1.1 g-C3N4的结构组成
3.1.2 g-C3N4的比表面积和孔径分布
3.1.3 g-C3N4的可见光响应性能
3.2 O-g-C3N4的理化性质
3.2.1 O-g-C3N4的结构组成
3.2.2 O-g-C3N4形貌特征
3.2.3 O-g-C3N4的比表面积和孔径分布
3.2.4 O-g-C3N4的可见光响应性能
3.2.5 O-g-C3N4的光电化学测试
3.3 g-C3N4和O-g-C3N4的可见光催化性能
3.3.1 g-C3N4和O-g-C3N4的光催化产氢性能
3.3.2 g-C3N4和O-g-C3N4的光催化降解性能的影响
3.3.3 g-C3N4和O-g-C3N4的光催化循环稳定性
3.4 本章小结
第四章 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的理化性质及可见光催化产氢性能
4.1 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的理化性质
4.1.1 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的结构组成
4.1.2 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的形貌特征
4.1.3 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的比表面积和孔径分布
4.1.4 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的可见光响应性能
4.1.5 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的光电化学测试
4.2 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4 复合物的可见光催化产氢性能
4.2.1 复合物与单一成分的可见光催化产氢性能
4.2.2 不同原料配比对复合物光催化产氢性能的影响
4.2.3 不同硝酸浓度对复合物光催化产氢性能的影响
4.2.4 不同硝酸处理时间对复合物光催化产氢性能的影响
4.2.5 不同制备方法对复合物光催化产氢性能的影响
4.2.6 CuCN复合物与Cu2(OH)2CO3/g-C3N4光催化产氢性能的比较
4.2.7 复合物光催化剂的产氢稳定性
4.3 复合物光催化裂解水产氢机理
4.4 光催化裂解水产氢参数优化
4.5 本章小结
第五章 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合物的可见光催化降解性能
5.1 复合物的可见光催化降解性能
5.1.1 复合物与单一成分的可见光催化降解性能
5.1.2 不同原料配比对复合物光催化降解性能的影响
5.1.3 复合物光催化剂的稳定性
5.2 复合物光催化降解MG机理
5.2.1 淬灭实验
5.2.2 MG降解过程的紫外可见全波长扫描
5.2.3 降解机理
5.3 光催化降解MG参数优化
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所做的项目
致谢
本文编号：3863106
【文章页数】：110 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 光催化技术的研究背景
1.2.1 光催化技术的研究进展
1.2.2 光催化技术的反应基理
1.2.3 光催化产氢的反应机理
1.2.4 光催化降解有机物的反应机理
1.2.5 光催化技术的研究重点
1.3 石墨相氮化碳的结构特征与光催化性能
1.3.1 石墨相氮化碳的结构特征
1.3.2 石墨相氮化碳的制备方法
1.3.3 g-C3N4基光催化材料的研究进展
1.4 g-C3N4基光催化剂性能提高的途径
1.4.1 形貌调控
1.4.2 元素掺杂
1.4.3 g-C3N4基复合材料的构建
1.5 碱式碳酸铜的结构特征及光催化性能
1.6 含铜化合物/g-C3N4复合物的研究进展
1.7 课题的研究意义、技术路线及创新点
1.7.1 研究意义
1.7.2 技术路线
1.7.3 创新点
第二章 实验材料仪器和方法
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器及设备
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验设备
2.3 样品的制备
2.3.1 g-C3N4的制备
2.3.2 氧掺杂g-C3N4的制备
2.3.3 Cu2(OH)2CO3的制备
2.3.4 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的制备
2.4 实验方法
2.4.1 光催化裂解水产氢实验
2.4.2 光催化降解实验
2.5 计算方法
2.5.1 禁带宽度Eg的计算
2.5.2 能带位置的计算
2.5.3 响应曲面分析法
2.5.4 降解效率的计算方法
2.6 表征与测试方法
第三章 g-C3N4和O-g-C3N4的理化性质及光催化性能研究
3.1 g-C3N4的理化性质
3.1.1 g-C3N4的结构组成
3.1.2 g-C3N4的比表面积和孔径分布
3.1.3 g-C3N4的可见光响应性能
3.2 O-g-C3N4的理化性质
3.2.1 O-g-C3N4的结构组成
3.2.2 O-g-C3N4形貌特征
3.2.3 O-g-C3N4的比表面积和孔径分布
3.2.4 O-g-C3N4的可见光响应性能
3.2.5 O-g-C3N4的光电化学测试
3.3 g-C3N4和O-g-C3N4的可见光催化性能
3.3.1 g-C3N4和O-g-C3N4的光催化产氢性能
3.3.2 g-C3N4和O-g-C3N4的光催化降解性能的影响
3.3.3 g-C3N4和O-g-C3N4的光催化循环稳定性
3.4 本章小结
第四章 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的理化性质及可见光催化产氢性能
4.1 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的理化性质
4.1.1 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的结构组成
4.1.2 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的形貌特征
4.1.3 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的比表面积和孔径分布
4.1.4 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的可见光响应性能
4.1.5 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合材料的光电化学测试
4.2 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4 复合物的可见光催化产氢性能
4.2.1 复合物与单一成分的可见光催化产氢性能
4.2.2 不同原料配比对复合物光催化产氢性能的影响
4.2.3 不同硝酸浓度对复合物光催化产氢性能的影响
4.2.4 不同硝酸处理时间对复合物光催化产氢性能的影响
4.2.5 不同制备方法对复合物光催化产氢性能的影响
4.2.6 CuCN复合物与Cu2(OH)2CO3/g-C3N4光催化产氢性能的比较
4.2.7 复合物光催化剂的产氢稳定性
4.3 复合物光催化裂解水产氢机理
4.4 光催化裂解水产氢参数优化
4.5 本章小结
第五章 Cu2(OH)2CO3/O-g-C3N4复合物的可见光催化降解性能
5.1 复合物的可见光催化降解性能
5.1.1 复合物与单一成分的可见光催化降解性能
5.1.2 不同原料配比对复合物光催化降解性能的影响
5.1.3 复合物光催化剂的稳定性
5.2 复合物光催化降解MG机理
5.2.1 淬灭实验
5.2.2 MG降解过程的紫外可见全波长扫描
5.2.3 降解机理
5.3 光催化降解MG参数优化
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所做的项目
致谢
本文编号：3863106
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3863106.html
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