石墨烯量子点复合金属氧化物制备及其光催化性能研究

发布时间：2021-02-19 11:34

　　当前,绿色环保的清洁能源备受关注,氢能储量丰富、热值高、无污染,是具有很大潜在开发价值的清洁能源。光催化作为制备氢气的重要手段之一,由于目前大部分光催化剂的效率较低限制了其广泛的应用。因此,开发高效的光催化剂是提高光催化性能的核心环节之一。本论文调控了石墨烯量子点（GQDs）的尺寸,并将其与二氧化钛（TiO2）串球结构进行复合,研究发现复合结构有效提高了 TiO2产氢的效率。本文的主要研究内容如下。（1）利用自上而下的方法调控了 GQDs的尺寸。通过调节油浴温度,制备了直径分别为5nm和10nm的GQDs,在365nm的紫外光照射下分别发出蓝色和黄色的荧光。5nm的GQDs的可见光吸收范围可到450nm左右,而1Onm的GQDs吸收光范围发生红移,可到500nm左右。将两种尺寸的GQDs作为光催化剂在全光谱下分解水制氢,发现5nm的GQDs由于电子传输的距离短,其光催化性能更好。（2）GQDs/TiO2串球复合结构的制备与光催化性能研究。利用水热法制备长度为10μm左右,半径为0.72μm的二氧化钦（TiO2）串球结构,并通过超声搅拌将其与不同尺寸的GQDs复合。研究发现TiO2串球与... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 石墨烯量子点介绍
        1.2.1 石墨烯量子点的制备方法（自上而下策略）
        1.2.2 石墨烯量子点的制备方法（自下而上策略）
    1.3 石墨烯量子点发光机理
        1.3.1 共轭π结构的量子尺寸效应
        1.3.2 边缘表面态发光
    1.4 石墨烯量子点应用
        1.4.1 光催化
        1.4.2 生物成像
        1.4.3 环境检测
        1.4.4 电化学检测
    1.5 纳米材料光催化剂
        1.5.1 光催化剂存在主要问题
        1.5.2 光催化剂的改性手段
    1.6 选题意义及研究内容
第2章 实验材料与表征方法
    2.1 实验材料与仪器
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 X射线衍射XRD
        2.2.2 扫描电子显微镜SEM
        2.2.3 透射电子电镜TEM
        2.2.4 原子力显微镜AFM
        2.2.5 X射线光电子能谱分析XPS
        2.2.6 拉曼散射Raman
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 紫外-可见光吸收光谱
        2.3.2 荧光光谱PL
    2.5 光催化制氢性能表征
第3章 不同尺寸石墨烯量子点的制备及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯量子点制备
    3.3 石墨烯量子点表征
        3.3.1 形貌表征
        3.3.2 边缘官能团表征
        3.3.3 光吸收范围表征
        3.3.4 石墨烯量子点的Raman表征
        3.3.5 激发波长依赖性表征
        3.3.6 石墨烯量子点光催化产氢表征
    3.4 本章小结
第4章 石墨烯量子点/二氧化钛串球复合结构及其光催化性能研究
    4.1 引言
2复合结构制备">    4.2 GQDs/TiO₂复合结构制备
2串球制备实验工艺及流程">        4.2.1 TiO₂串球制备实验工艺及流程
2复合结构制备">        4.2.2 GQDs/TiO₂复合结构制备
2串球,GQDs/TiO₂复合结构光催化性能测试">        4.2.3 TiO₂串球,GQDs/TiO₂复合结构光催化性能测试
2复合结构光催化性能分析">    4.3 GQDs/TiO₂复合结构光催化性能分析
2复合结构材料表征">        4.3.1 GQDs/TiO₂复合结构材料表征
2复合结构光催化性能表征">        4.3.2 GQDs/TiO₂复合结构光催化性能表征
2复合结构光催化机理分析">    4.4 GQDs/TiO₂复合结构光催化机理分析
    4.5 本章小节
第5章 结论与展望
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：3041060