基于共价有机框架杂化材料的制备及光解水制氢应用

发布时间：2021-04-21 23:52

　　随着能源短缺和环境污染的问题日益严重,寻找一种绿色、可持续能源以替代现有化石燃料迫在眉睫。在各种绿色可再生能源中,氢能由于燃烧产物清洁无污染和能量密度高被认为是化石能源的最佳替代品。诸多获取氢能的方法中光催化分解水制氢被认为是最合理的获得氢能的途径之一,而设计合成出一种具有高效分解水产氢的催化剂是其中的关键所在。共价有机框架（Covalent Organic Frameworks,COFs）由于其优良的可见光吸收、具有大量的规整孔道结构等优点在光催化分解水领域展现出了巨大的潜力,但较强的光生电子-空穴复合率限制了COFs光催化剂性能的提高。针对该问题,本文首次将COFs和传统半导体二氧化钛通过共价键连接在一起构筑了异质结,又将多孔的MOF-808通过氨基修饰与COFs构筑成共价键连接的杂化材料,促进光生电荷的分离、提高光催化产氢性能。主要内容如下:1)使用溶剂热法合成了双晶面,使用3-氨丙基三乙氧基硅烷和2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛对合成进行功能化,制备了表面带有氨基功能团的。将加入Tap Pa-1-COF的合成体系中原位复合制备了共价键连接的杂化材料。通过紫外-可见漫反射... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：70 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 光催化分解水产氢研究现状
        1.2.1 光催化制氢机理
        1.2.2 光催化产氢催化剂研究进展
        1.2.3 光催化产氢活性的影响因素
    1.3 共价有机框架材料催化剂及其催化制氢研究应用进展
        1.3.1 共价有机框架材料概述
        1.3.2 COFs在光催化制氢领域的应用
    1.4 提高COF光催化产氢活性的方法
    1.5 本课题研究的主要内容
第2章 实验部分
    2.1 药品及仪器
    2.2 具体合成方法
        2.2.1 前驱体及杂化材料单体的合成
        2.2.2 复合材料的合成
    2.3 催化剂表征
        2.3.1 共价键连接证明
        2.3.2 催化剂物理性质及形貌表征
        2.3.3 催化剂光解水制氢应用测试
        2.3.4 催化剂电化学性质测试
    2.4 本章小结
2-Tp Pa-1-COF杂化材料的表征及光催化制氢应用">第3章 TiO₂-Tp Pa-1-COF杂化材料的表征及光催化制氢应用
    3.1 引言
2-Tp Pa-1-COF系列光催化剂的表征">    3.2 TiO₂-Tp Pa-1-COF系列光催化剂的表征
        3.2.1 结构和形貌
        3.2.2 共价键连接证明
        3.2.3 光催化分解水制氢应用
        3.2.4 光催化分解水制氢催化剂稳定性测试
        3.2.5 光催化过程分析及共价键连接的影响分析
        3.2.6 光催化分解水制氢机理
    3.3 本章小结
第4章 MOF-808-Tp Pa-1-COF杂化材料的表征及光催化产氢应用
    4.1 引言
    4.2 MOF-808-Tp Pa-1-COF系列光催化剂的表征
        4.2.1 结构和形貌
        4.2.2 共价键连接证明
        4.2.3 光催化分解水制氢应用
        4.2.4 光催化分解水制氢催化剂稳定性测试
        4.2.5 光催化分解水制氢机理分析及共价键效果研究
        4.2.6 光催化分解水制氢机理
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]光催化分解水制氢催化剂的修饰与改性[J]. 艾珠玉,赵伟荣,戴九松,朱希.  高校化学工程学报. 2016(03)
[2]太阳能光催化制氢研究进展[J]. 温福宇,杨金辉,宗旭,马艺,徐倩,马保军,李灿.  化学进展. 2009(11)



本文编号：3152740