石墨相氮化碳点/石墨相氮化碳纳米片/石墨烯三元复合材料的制备及其光催化分解水析氢性能研究

发布时间：2021-07-18 11:13

　　氢气作为燃料时,因为具有燃烧产物无污染、燃烧能量高、可以储存备用等优点,所以有望成为主要的清洁能源之一。而在各种产生氢气的方法中,光催化水分解技术作为实现太阳能转化成氢能的一种途径,具有广阔的应用前景。自光催化技术发展以来,科研者们开发了许多用于光催化水分解的半导体光催化剂。然而,这些光催化剂由于其带隙较宽、只能吸收紫外线,量子效率低,稳定性差,制备困难,材料昂贵等因素限制了实际应用。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）因其绿色环保,合成成本低,易与其它半导体紧密结合等优点,广泛应用于光催化水分解析氢中。然而,由于块状g-C₃N₄的比表面积小、可见光利用率低、光生电子空穴极易复合、反应活性位点少、表面反应动力学缓慢、以及电荷迁移率低等缺点,导致其光催化析氢活性并不理想。目前,用于提升g-C₃N₄的光催化性能的策略可以分为三大类,包括纳米碳负载、异质结构建和维度调控。其中,纳米碳材料负载可以与g-C₃N₄之间形成碳基肖特基... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

半导体材料的光催化示意图

1 绪论eV, 4.30 eV 和 2.88 eV。依据公式 1.1 可知，只有 g-C3N4具备可利用可见光的合适的带隙[24-25]。其中 α，β，c，p 相的 C3N4都为硬质相，具有与金刚石类似的结构和特性。g-C3N4是五种之中唯一的软质相，不仅耐酸耐碱，而且绿色环保。

图 1.2 C3N4的五种晶相结构。有趣的是，g-C3N4具有碳和氮原子交替的层状纳米结构（图 1.3a类似。根据文献描述，g-C3N4中存在两种基本的聚合单元：三嗪和七嗪环（图 1.3c）[26]。其中，以三嗪环为聚合单元的 g-C3N4通过连，具有周期性排列的空位。而以七嗪环为聚合单元的 g-C3N4则氨基连接，具有周期性排列的较大的空位[2, 27-28]。更重要的是，以单元的 g-C3N4比以三嗪环为聚合单元的 g-C3N4在热力学上更稳定作者们常常将七嗪环作为 g-C3N4的聚合单元。

【参考文献】：
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本文编号：3289464