全固态Z型催化体系的构建及其在能源与环境净化方面的研究
发布时间：2021-05-20 12:27
能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化,已经严重影响人类社会的长期稳定发展。能源与环境问题已经成为全人类关注的重要话题。寻找新能源以及高效利用太阳能,和高效稳定的解决环境污染已是亟待解决的问题。银基和铋基半导体材料在光催化裂解水、光催化降解挥发性有机污染物和催化加氢还原方面具有重要的作用。本论文以Ag2Ta4O11和Bi2MoO6为基础材料设计高效稳定的净化环境污染和可用于太阳能光解水的催化剂出发,以开发具有优异催化性能和良好稳定性的催化剂为目的,构建了不同半导体异质结材料。研究内容如下:（1）通过水热合成法制备了Z型催化体系Bi2MoO6/Ru/g-C3N4,在可见光下高效地裂解水制备氧气,最优的产氧效率达到328.34μmol?g-1?h-1,并且具有优异的稳定性,七次循环测试后,催化活性仍保持91.4%。该Z型催化体系中金属Ru为界面电子的有效转移提...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：229 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 氢能的研究
1.2.1 氢能的制备方法
1.2.1.1 电解水制氢
1.2.1.2 水煤气法制氢
1.2.1.3 利用催化有机物（甲酸，氨硼烷）制氢
1.2.1.4 光解水制氢
1.2.2 半导体光催化剂光解水
1.2.2.1 半导体光催化剂光解水原理
1.2.2.2 半导体光催化剂光解水的种类
1.3 环境净化的研究
1.3.1 水体中硝基苯类化合物的污染
1.3.2 室内环境挥发性有机物的污染
1.3.3 不同种类环境污染的治理方法
1.3.3.1 水体中硝基苯类化合物的治理方法
1.3.3.2 室内挥发性有机污染物的治理方法
1.4 纳米半导体催化剂
1.4.1 不同种类纳米半导体催化剂
1.4.2 半导体光催化剂中需克服的问题
1.4.3 提高光催化半导体性能的方法
1.5 本文的选题意义以及研究思路和内容
1.5.1 本文的选题意义
1.5.2 本文的研究思路和内容
参考文献
第二章 实验试剂与仪器
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 样品测试与分析条件
2.3.1 X射线粉末衍射(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 紫外-可见漫反射分析
2.3.5 氮气吸脱附等温曲线
2.3.6 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.7 电子自旋共振波谱（ESR）
2.3.8 荧光测试（PL）
2.3.9 电化学性能测试
2.3.10 紫外可见分光光度测试
2.3.11 气体红外测试
2.3.12 理论模拟计算
第三章 Bi_2MoO_6/Ru/g-C_3N_4的制备及其光解水制氧性能的研究
3.1 引言
3.2 实验过程
3.2.1 Bi_2MoO_6材料的制备
3.2.2 g-C_3N_4材料的制备
3.2.3 Bi_2MoO_6/g-C_3N_4复合材料的制备
3.2.4 Ru/Bi_2MoO_6和Ru/g-C_3N_4复合材料的制备
3.2.5 三相催化剂Bi_2MoO_6/Ru/g-C_3N_4的制备
3.2.6 光催化裂解水产氧的活性评价
3.2.7 理论模拟计算方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 制备的催化剂的结构与形貌分析
3.3.2 催化剂光催化水分解制备氧气的性质研究
3.3.3 催化剂光催化水分解制备氧气的机理研究
3.4 本章小结
参考文献
第四章 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag/g-C_3N_4的制备及其光解水制氢性能的研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.2.1 Ag_2Ta_4O_(11)的制备
4.2.2 g-C_3N_4的合成
4.2.3 Ag/g-C_3N_4的制备方法
4.2.4 Ag_2Ta_4O_(11)/g-C_3N_4的合成过程
4.2.5 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag/g-C_3N_4的合成
4.2.6 光催化水裂解制备氢气的性质研究
4.3 结果与讨论
4.3.1 制备材料的形貌与晶相分析
4.3.2 催化剂的光催化水裂解制备H2的活性评价
4.3.3 催化剂的光催化水裂解机理研究
4.4 本章小结
参考文献
第五章 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag@CeO_2的制备及用于对硝基苯酚还原性能研究
5.1 引言
5.2 实验过程
5.2.1 Ag_2Ta_4O_(11)的制备
5.2.2 Ag_2Ta_4O_(11)@CeO_2的制备
5.2.3 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag@CeO_2的制备
5.2.4 催化剂的活性评价
5.2.5 催化剂的稳定性评价
5.2.6 催化剂的普适性研究
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的结构与形貌分析
5.3.2 催化还原对硝基苯酚的性能研究
5.4 本章小结
参考文献
第六章 Cu_2O/Bi/Bi_2MoO_6的制备及用于对硝基苯酚还原性质研究
6.1 引言
6.2 实验过程
6.2.1 Bi_2MoO_6的合成
6.2.2 Cu_2O/Bi_2MoO_6的合成
6.2.3 Cu_2O/Bi/Bi_2MoO_6的合成
6.2.4 催化活性测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 Bi_2MoO_6和Cu_2O/Bi_2MoO_6的结构和形貌分析
6.3.2 催化还原对硝基苯酚的性能测试
6.4 本章小结
参考文献
第七章 Ag_2Ta_4O_(11)/(Ag-Ag~+)/Ag_8(Nb_(0.5T)a_(0.5))_(26)O_(69)的制备及其对甲醛光催化氧化的性能研究
7.1 引言
7.2 实验过程
7.2.1 Ag_2Ta_4O_(11)的制备
7.2.2 Ag_8(Nb_(0.5T)a_(0.5))_(26)O_(69)的制备
7.2.3 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag_8(Nb_(0.5T)a_(0.5))_(26)O_(69)的制备
7.2.4 Ag_2Ta_4O_(11)/( Ag-Ag~+)/Ag_8(Nb_(0.5T)a_(0.5))_(26)O_(69)的制备
7.2.5 光催化氧化甲醛的性质研究
7.3 结果与讨论
7.3.1 制备的催化剂的晶相与形貌分析
7.3.2 光催化HCHO氧化的活性评价
7.3.3 光催化HCHO氧化的机理研究
7.4 本章小结
参考文献
第八章 Bi_2MoO_6/Bi/g-C_3N_4的制备及其对甲醛光催化氧化的性能研究
8.1 引言
8.2 实验过程
8.2.1 Bi_2MoO_6的制备
8.2.2 g-C_3N_4材料的制备
8.2.3 Bi_2MoO_6/g-C_3N_4复合材料的制备
8.2.4 Bi_2MoO_6/Bi/g-C_3N_4三相Z型光催化材料的制备
8.2.5 光催化氧化甲醛的性质研究
8.3 结果与讨论
8.3.1 制备的催化剂的晶相与形貌分析
8.3.2 光催化HCHO氧化的活性评价
8.3.3 光催化HCHO氧化的机理研究
8.4 本章小结
参考文献
第九章 总结与展望
总结
展望
攻读博士学位论文期间的研究成果
一、学术论文
二、发明专利
三、获奖情况
四、主持或参加的研究课题
致谢
本文编号：3197753
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：229 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 氢能的研究
1.2.1 氢能的制备方法
1.2.1.1 电解水制氢
1.2.1.2 水煤气法制氢
1.2.1.3 利用催化有机物（甲酸，氨硼烷）制氢
1.2.1.4 光解水制氢
1.2.2 半导体光催化剂光解水
1.2.2.1 半导体光催化剂光解水原理
1.2.2.2 半导体光催化剂光解水的种类
1.3 环境净化的研究
1.3.1 水体中硝基苯类化合物的污染
1.3.2 室内环境挥发性有机物的污染
1.3.3 不同种类环境污染的治理方法
1.3.3.1 水体中硝基苯类化合物的治理方法
1.3.3.2 室内挥发性有机污染物的治理方法
1.4 纳米半导体催化剂
1.4.1 不同种类纳米半导体催化剂
1.4.2 半导体光催化剂中需克服的问题
1.4.3 提高光催化半导体性能的方法
1.5 本文的选题意义以及研究思路和内容
1.5.1 本文的选题意义
1.5.2 本文的研究思路和内容
参考文献
第二章 实验试剂与仪器
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 样品测试与分析条件
2.3.1 X射线粉末衍射(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 紫外-可见漫反射分析
2.3.5 氮气吸脱附等温曲线
2.3.6 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.7 电子自旋共振波谱（ESR）
2.3.8 荧光测试（PL）
2.3.9 电化学性能测试
2.3.10 紫外可见分光光度测试
2.3.11 气体红外测试
2.3.12 理论模拟计算
第三章 Bi_2MoO_6/Ru/g-C_3N_4的制备及其光解水制氧性能的研究
3.1 引言
3.2 实验过程
3.2.1 Bi_2MoO_6材料的制备
3.2.2 g-C_3N_4材料的制备
3.2.3 Bi_2MoO_6/g-C_3N_4复合材料的制备
3.2.4 Ru/Bi_2MoO_6和Ru/g-C_3N_4复合材料的制备
3.2.5 三相催化剂Bi_2MoO_6/Ru/g-C_3N_4的制备
3.2.6 光催化裂解水产氧的活性评价
3.2.7 理论模拟计算方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 制备的催化剂的结构与形貌分析
3.3.2 催化剂光催化水分解制备氧气的性质研究
3.3.3 催化剂光催化水分解制备氧气的机理研究
3.4 本章小结
参考文献
第四章 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag/g-C_3N_4的制备及其光解水制氢性能的研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.2.1 Ag_2Ta_4O_(11)的制备
4.2.2 g-C_3N_4的合成
4.2.3 Ag/g-C_3N_4的制备方法
4.2.4 Ag_2Ta_4O_(11)/g-C_3N_4的合成过程
4.2.5 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag/g-C_3N_4的合成
4.2.6 光催化水裂解制备氢气的性质研究
4.3 结果与讨论
4.3.1 制备材料的形貌与晶相分析
4.3.2 催化剂的光催化水裂解制备H2的活性评价
4.3.3 催化剂的光催化水裂解机理研究
4.4 本章小结
参考文献
第五章 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag@CeO_2的制备及用于对硝基苯酚还原性能研究
5.1 引言
5.2 实验过程
5.2.1 Ag_2Ta_4O_(11)的制备
5.2.2 Ag_2Ta_4O_(11)@CeO_2的制备
5.2.3 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag@CeO_2的制备
5.2.4 催化剂的活性评价
5.2.5 催化剂的稳定性评价
5.2.6 催化剂的普适性研究
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的结构与形貌分析
5.3.2 催化还原对硝基苯酚的性能研究
5.4 本章小结
参考文献
第六章 Cu_2O/Bi/Bi_2MoO_6的制备及用于对硝基苯酚还原性质研究
6.1 引言
6.2 实验过程
6.2.1 Bi_2MoO_6的合成
6.2.2 Cu_2O/Bi_2MoO_6的合成
6.2.3 Cu_2O/Bi/Bi_2MoO_6的合成
6.2.4 催化活性测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 Bi_2MoO_6和Cu_2O/Bi_2MoO_6的结构和形貌分析
6.3.2 催化还原对硝基苯酚的性能测试
6.4 本章小结
参考文献
第七章 Ag_2Ta_4O_(11)/(Ag-Ag~+)/Ag_8(Nb_(0.5T)a_(0.5))_(26)O_(69)的制备及其对甲醛光催化氧化的性能研究
7.1 引言
7.2 实验过程
7.2.1 Ag_2Ta_4O_(11)的制备
7.2.2 Ag_8(Nb_(0.5T)a_(0.5))_(26)O_(69)的制备
7.2.3 Ag_2Ta_4O_(11)/Ag_8(Nb_(0.5T)a_(0.5))_(26)O_(69)的制备
7.2.4 Ag_2Ta_4O_(11)/( Ag-Ag~+)/Ag_8(Nb_(0.5T)a_(0.5))_(26)O_(69)的制备
7.2.5 光催化氧化甲醛的性质研究
7.3 结果与讨论
7.3.1 制备的催化剂的晶相与形貌分析
7.3.2 光催化HCHO氧化的活性评价
7.3.3 光催化HCHO氧化的机理研究
7.4 本章小结
参考文献
第八章 Bi_2MoO_6/Bi/g-C_3N_4的制备及其对甲醛光催化氧化的性能研究
8.1 引言
8.2 实验过程
8.2.1 Bi_2MoO_6的制备
8.2.2 g-C_3N_4材料的制备
8.2.3 Bi_2MoO_6/g-C_3N_4复合材料的制备
8.2.4 Bi_2MoO_6/Bi/g-C_3N_4三相Z型光催化材料的制备
8.2.5 光催化氧化甲醛的性质研究
8.3 结果与讨论
8.3.1 制备的催化剂的晶相与形貌分析
8.3.2 光催化HCHO氧化的活性评价
8.3.3 光催化HCHO氧化的机理研究
8.4 本章小结
参考文献
第九章 总结与展望
总结
展望
攻读博士学位论文期间的研究成果
一、学术论文
二、发明专利
三、获奖情况
四、主持或参加的研究课题
致谢
本文编号：3197753
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3197753.html
