二维碳氮材料的多层级构筑及其催化性能研究
发布时间：2021-05-10 04:17
能源危机和环境污染是当今社会面临的两大难题,发展和利用新的洁净能源,制备高效廉价的能源催化材料,提高能量转换效率是解决问题的有效途径。其中,太阳能取之不尽、清洁无污染,氢能也是高效的清洁能源,通过利用高效催化剂实现太阳能或电能到化学能的转化受到了广泛关注。碳氮元素都是地球上储量丰富的元素,碳氮催化剂一般可通过简单的热处理制备,成本低廉,碳氮材料是目前广泛研究的非金属催化材料之一。通过温度调控,元素掺杂,剥离等手段可以调控碳氮材料的性能,能够得到石墨烯、氮掺杂石墨烯、氮化碳等不同电导率和催化活性的材料,进而利用太阳能或电能等制备其他能源或驱动催化反应。石墨烯、氮化碳都是典型的二维材料,相比于体相材料,具有比表面积大,电子迁移率高等优点。但是二维材料在实际应用中,不可避免的存在堆叠聚集进而包埋活性位点等问题,因而二维材料的多层级构筑便显得尤为重要。在多层级构筑的同时尽量保持二维材料较大的比表面积等优点避免过度堆叠现象的发生是实现催化剂高效性能的关键。因此,本课题以催化应用为目标,将二维石墨烯或氮化碳进行多层级构筑,制备了具有特殊纳米结构和优异性能的催化剂,并深入研究了多层级构筑的催化剂在光...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 催化剂的定义及分类
1.2.1 催化剂的定义
1.2.2 催化剂的分类
1.3 二维催化剂
1.3.1 二维催化剂简介
1.3.2 常见二维催化剂
1.3.3 二维催化剂优缺点
1.4 二维材料多层级构筑的常见手段
1.4.1 复合策略
1.4.2 基底辅助
1.4.3 构筑自支撑体系
1.4.4 高维造孔
1.5 本课题提出的意义及研究内容
第二章 介孔氮化碳的制备及其负载钯纳米粒子用于光催化苯胺甲基化的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂及设备
2.2.2 催化剂的合成
2.2.3 催化剂的表征
2.2.4 催化剂光催化苯胺甲基化性能研究
2.3 结果与讨论
2.3.1 催化剂形貌和结构表征
2.3.2 催化剂光催化苯胺烷基化性能表征
2.3.3 催化剂光催化苯胺烷基化机理研究
2.4 本章小结
第三章 溶液相转移法制备石墨相氮化碳/钒酸铋三维复合光电极薄膜及其光电催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂及设备
3.2.2 催化剂的合成
3.2.3 催化剂的表征
3.2.4 催化剂光电解水性能研究
3.3 结果与讨论
3.3.1 硝酸剥离的二维氮化碳形貌及结构
3.3.2 复合光电极的制备及优化
3.3.3 复合光电极光电催化析氧机理研究
3.3.4 多层级构筑复合策略用于大面积光电极制备研究
3.4 本章小结
第四章 极化的薄层石墨相氮化碳构筑的气凝胶作为非金属催化剂用于高效电催化CO_2还原
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及设备
4.2.2 催化剂的合成
4.2.3 催化剂的表征
4.2.4 催化剂电催化CO_2还原性能研究
4.3 结果与讨论
4.3.12 D-pg-C_3N_4 形貌及结构表征
4.3.22 D-pg-C_3N_4 电催化CO_2还原性能表征
4.3.32 D-pg-C_3N_4 电催化CO_2还原机理研究
4.4 本章小结
第五章 三维氮掺杂石墨烯微米管的制备及其碱性条件电解水产氢性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂及设备
5.2.2 催化剂的合成
5.2.3 结构和形貌表征技术
5.2.4 催化剂电催化HER性能研究
5.3 结果与讨论
5.3.1 催化剂的形貌及结构
5.3.2 催化剂的电催化析氢性能表征
5.3.3 催化剂的电催化析氢性能解析
5.4 本章小结
第六章 全文总结
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间撰写或发表的论文
致谢
本文编号：3178662
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 催化剂的定义及分类
1.2.1 催化剂的定义
1.2.2 催化剂的分类
1.3 二维催化剂
1.3.1 二维催化剂简介
1.3.2 常见二维催化剂
1.3.3 二维催化剂优缺点
1.4 二维材料多层级构筑的常见手段
1.4.1 复合策略
1.4.2 基底辅助
1.4.3 构筑自支撑体系
1.4.4 高维造孔
1.5 本课题提出的意义及研究内容
第二章 介孔氮化碳的制备及其负载钯纳米粒子用于光催化苯胺甲基化的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂及设备
2.2.2 催化剂的合成
2.2.3 催化剂的表征
2.2.4 催化剂光催化苯胺甲基化性能研究
2.3 结果与讨论
2.3.1 催化剂形貌和结构表征
2.3.2 催化剂光催化苯胺烷基化性能表征
2.3.3 催化剂光催化苯胺烷基化机理研究
2.4 本章小结
第三章 溶液相转移法制备石墨相氮化碳/钒酸铋三维复合光电极薄膜及其光电催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂及设备
3.2.2 催化剂的合成
3.2.3 催化剂的表征
3.2.4 催化剂光电解水性能研究
3.3 结果与讨论
3.3.1 硝酸剥离的二维氮化碳形貌及结构
3.3.2 复合光电极的制备及优化
3.3.3 复合光电极光电催化析氧机理研究
3.3.4 多层级构筑复合策略用于大面积光电极制备研究
3.4 本章小结
第四章 极化的薄层石墨相氮化碳构筑的气凝胶作为非金属催化剂用于高效电催化CO_2还原
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及设备
4.2.2 催化剂的合成
4.2.3 催化剂的表征
4.2.4 催化剂电催化CO_2还原性能研究
4.3 结果与讨论
4.3.12 D-pg-C_3N_4 形貌及结构表征
4.3.22 D-pg-C_3N_4 电催化CO_2还原性能表征
4.3.32 D-pg-C_3N_4 电催化CO_2还原机理研究
4.4 本章小结
第五章 三维氮掺杂石墨烯微米管的制备及其碱性条件电解水产氢性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂及设备
5.2.2 催化剂的合成
5.2.3 结构和形貌表征技术
5.2.4 催化剂电催化HER性能研究
5.3 结果与讨论
5.3.1 催化剂的形貌及结构
5.3.2 催化剂的电催化析氢性能表征
5.3.3 催化剂的电催化析氢性能解析
5.4 本章小结
第六章 全文总结
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间撰写或发表的论文
致谢
本文编号：3178662
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3178662.html
