芳香环修饰的g-C 3 N 4 及异质结的制备和光催化性能研究

发布时间：2024-01-20 08:11

　　面对日益严峻的能源危机和环境污染问题,光催化析氢和降解有机污染物被认为是最有前景的解决方案之一。本文通过在g-C₃N₄的骨架上接枝芳香环以及构建g-C₃N₄与无机半导体异质结改性g-C₃N₄,旨在提高其光催化性能。全文包含以下三方面研究内容:1.通过三(4-氟苯基)膦与前驱体尿素的亲核取代反应和热聚合将含芳香环的有机物接枝到g-C₃N₄的骨架上(BP-CN)。芳香环的引入不仅改变了 g-C₃N₄的HOMO和LUMO能级结构,降低带隙,大大提高可见光的利用率,并且使g-C₃N₄结构发生扭曲,这种非共面结构有利于光生电子和空穴的分离。因此,BP-CN具有优异的光催化活性和稳定性。在可见光照射下,最优的BP₂₂₅-CN/Pt的产氢速率达到12.45 mmol h^-1 g^-1

【文章页数】：101 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 光催化分解水和降解有机污染物的基本原理
    1.3 新型可见光催化剂g-C₃N₄的研究进展
        1.3.1 g-C₃N₄简介
        1.3.2 g-C₃N₄基光催化剂的改性研究
    1.4 立题依据及本文拟开展的工作
第二章 三(4-氟苯基)膦接枝g-C₃N₄的制备及可见光催化制氢和降解对氯苯酚性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器和化学试剂
        2.2.2 三(4-氟苯基)膦接枝g-C₃N₄光催化剂的制备
        2.2.3 DFT计算
        2.2.4 表征
        2.2.5 光催化活性测试
        2.2.6 光电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 三(4-氟苯基)膦接枝g-C₃N₄结构表征
        2.3.2 光催化活性测试
        2.3.3 光催化反应机理
    2.4 小结
第三章 电子受体苯磺酰氯接枝g-C₃N₄和塑料的光催化重整制氢
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 化学试剂和实验仪器
        3.2.2 苯磺酰氯接枝g-C₃N₄光催化剂的制备
        3.2.3 DFT计算
        3.2.4 表征
        3.2.5 光催化重整塑料制氢活性测试
        3.2.6 光电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 苯磺酰氯接枝g-C₃N₄的结构表征
        3.3.2 光催化活性测试
        3.3.3 光催化反应机理探究
    3.4 小结
第四章 g-C₃N₄-CdS-NiS₂复合纳米管的制备及可见光催化分解水制氢
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验仪器和化学试剂
        4.2.2 g-C₃N₄-CdS-NiS₂三元复合物的制备
        4.2.3 表征与测试
        4.2.4 光催化制氢活性测试
        4.2.5 光电化学分析
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 g-C₃N₄-CdS-NiS₂三元复合物的表征
        4.3.2 光催化活性测试
        4.3.3 光催化反应机理
    4.4 结论
第五章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3880483