甲醛、乙醛和乙二醛辅助水热增强g-C 3 N 4 光催化还原能力的研究
发布时间：2024-12-27 05:31
石墨相氮化碳（g-C3N4）具有无毒、高稳定和低成本的特点,因此在光催化领域引起了广泛的关注。然而,g-C3N4也面临可见光利用率低、光生电子与空穴易复合和光催化还原能力不足等问题。本论文通过合成氮缺陷g-C3N4、碳掺杂和氮缺陷共改性g-C3N4、氧掺杂和氮缺陷共改性g-C3N4三种方式改性g-C3N4进一步提升了g-C3N4的光催化产氢和还原Cr（VI）能力。主要研究内容如下:1.采用甲醛液相化学还原法,利用甲醛在弱酸性溶液中具有弱还原性的特点,合成氮缺陷g-C3N4（FH-g-C3N4）,而且产率高。利用元素分析（EA）、电子顺磁共振（EPR）、X射线光电子能谱（XPS）和能谱（EDS）证实了...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 半导体光催化反应机理
1.3 半导体光催化剂的研究进展
1.4 g-C3N4的合成方法
1.4.1 热缩合法
1.4.2 溶剂热法
1.4.3 固相合成法
1.4.4 电化学沉积法
1.5 g-C3N4性能提高的方法
1.5.1 孔道和比表面积的调控
1.5.2 非金属元素掺杂
1.5.3 贵金属沉积
1.5.4 与其他半导体复合形成异质结
1.5.5 共聚物改性
1.6 g-C3N4基光催化剂的应用
1.6.1 g-C3N4基光催化剂在有机污染物降解的应用
1.6.2 g-C3N4基光催化剂在光解水制氢中的应用
1.6.3 g-C3N4基光催化剂在还原六价铬中的应用
1.7 本研究内容的提出
第二章 实验材料与研究方法
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 X射线粉末衍射(XRD)
2.3.4 N2物理吸附-脱附(BET)
2.3.5 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.3.6 紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)
2.3.7 光致发光光谱(PL)
2.3.8 光电测试
2.3.9 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.10 元素分析(EA)
2.3.11 电子顺磁共振(EPR)
2.4 溶液的配制
2.4.1 Cr(VI)溶液的配制
2.4.2 Cr(VI)显色剂的配制
2.4.3 稀硫酸溶液的配制
2.5 催化剂的制备
2.5.1 g-C3N4的制备
2.5.2 氮缺陷g-C3N4的制备
2.5.3 碳掺杂和氮缺陷共改性g-C3N4
2.5.4 氧掺杂和氮缺陷共改性g-C3N4
2.6 光催化活性测试
2.6.1 光催化还原Cr(VI)
2.6.2 光催化还原Cr(VI)循环测试
2.6.3 光催化产氢测试
第三章 采用甲醛液相化学还原法合成氮缺陷g-C3N4及其高光催化还原Cr(VI)与制氢性能
3.1 引言
3.2 结果讨论
3.2.1 物相与比表面积分析
3.2.2 形貌(SEM、TEM)分析
3.2.3 光吸收性能分析
3.2.4 红外光谱价键分析
3.2.5 PL、光电测试及EPR分析
3.2.6 元素价态与含量分析
3.2.7 光催化性能评价
3.2.8 光催化机理
3.3 小结
第四章 碳掺杂和氮缺陷共改性g-C3N4及其高光催化还原Cr(VI)性能
4.1 引言
4.2 结果和讨论
4.2.1 物相与比表面积分析
4.2.2 形貌(SEM、TEM)分析
4.2.3 光吸收性能分析
4.2.4 红外光谱价键分析
4.2.5 PL、光电测试及EPR分析
4.2.6 元素价态与含量分析
4.2.7 光催化性能评价
4.2.8 光催化机理
4.3 小结
第五章 合成氧掺杂和氮缺陷共改性g-C3N4及其高光催化还原Cr(Ⅵ)性能
5.1 引言
5.2 结果讨论
5.2.1 物相与比表面积分析
5.2.2 形貌(SEM、TEM)分析
5.2.3 光吸收性能分析
5.2.4 红外光谱价键分析
5.2.5 PL、光电测试及EPR分析
5.2.6 元素价态与含量分析
5.2.7 光催化性能评价
5.2.8 光催化机理
5.3 小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间研究成果
本文编号：4021208
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 半导体光催化反应机理
1.3 半导体光催化剂的研究进展
1.4 g-C3N4的合成方法
1.4.1 热缩合法
1.4.2 溶剂热法
1.4.3 固相合成法
1.4.4 电化学沉积法
1.5 g-C3N4性能提高的方法
1.5.1 孔道和比表面积的调控
1.5.2 非金属元素掺杂
1.5.3 贵金属沉积
1.5.4 与其他半导体复合形成异质结
1.5.5 共聚物改性
1.6 g-C3N4基光催化剂的应用
1.6.1 g-C3N4基光催化剂在有机污染物降解的应用
1.6.2 g-C3N4基光催化剂在光解水制氢中的应用
1.6.3 g-C3N4基光催化剂在还原六价铬中的应用
1.7 本研究内容的提出
第二章 实验材料与研究方法
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 X射线粉末衍射(XRD)
2.3.4 N2物理吸附-脱附(BET)
2.3.5 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.3.6 紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)
2.3.7 光致发光光谱(PL)
2.3.8 光电测试
2.3.9 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.10 元素分析(EA)
2.3.11 电子顺磁共振(EPR)
2.4 溶液的配制
2.4.1 Cr(VI)溶液的配制
2.4.2 Cr(VI)显色剂的配制
2.4.3 稀硫酸溶液的配制
2.5 催化剂的制备
2.5.1 g-C3N4的制备
2.5.2 氮缺陷g-C3N4的制备
2.5.3 碳掺杂和氮缺陷共改性g-C3N4
2.6.1 光催化还原Cr(VI)
2.6.2 光催化还原Cr(VI)循环测试
2.6.3 光催化产氢测试
第三章 采用甲醛液相化学还原法合成氮缺陷g-C3N4及其高光催化还原Cr(VI)与制氢性能
3.1 引言
3.2 结果讨论
3.2.1 物相与比表面积分析
3.2.2 形貌(SEM、TEM)分析
3.2.3 光吸收性能分析
3.2.4 红外光谱价键分析
3.2.5 PL、光电测试及EPR分析
3.2.6 元素价态与含量分析
3.2.7 光催化性能评价
3.2.8 光催化机理
3.3 小结
第四章 碳掺杂和氮缺陷共改性g-C3N4及其高光催化还原Cr(VI)性能
4.1 引言
4.2 结果和讨论
4.2.1 物相与比表面积分析
4.2.2 形貌(SEM、TEM)分析
4.2.3 光吸收性能分析
4.2.4 红外光谱价键分析
4.2.5 PL、光电测试及EPR分析
4.2.6 元素价态与含量分析
4.2.7 光催化性能评价
4.2.8 光催化机理
4.3 小结
第五章 合成氧掺杂和氮缺陷共改性g-C3N4及其高光催化还原Cr(Ⅵ)性能
5.1 引言
5.2 结果讨论
5.2.1 物相与比表面积分析
5.2.2 形貌(SEM、TEM)分析
5.2.3 光吸收性能分析
5.2.4 红外光谱价键分析
5.2.5 PL、光电测试及EPR分析
5.2.6 元素价态与含量分析
5.2.7 光催化性能评价
5.2.8 光催化机理
5.3 小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间研究成果
本文编号：4021208
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/4021208.html
教材专著
