石墨相氮化碳基光催化复合材料的制备及其分解水性能研究

发布时间：2021-11-25 12:14

　　在过去几十年中,能源需求的增加导致化石燃料的消耗增加,引起了人们对环境的关注,从而大大地促进了可再生能源的研究和开发。太阳能光催化水分解制氢是一种很有前途的绿色可再生能源生产工艺,目前大量研究致力于开发高效、可靠、廉价、可持续和环境友好的催化体系。以太阳能为驱动力的半导体光催化技术具有清洁、可再生、安全等优点,成为解决环境和能源问题的有效途径。为了有效地将太阳能转化为化学能,光催化剂是必不可少的。在过去,TiO2作为主要的光催化剂已被广泛研究并成功实现商业应用,然而,只有波长小于约388 nm的紫外光（仅为太阳光谱的一小部分（3-5%））才能激发钛的价带中的电子。因此,开发具有可见光驱动光催化活性的新型光催化剂成为光催化领域的一个研究热点。作为一种引人注目的分解水制氢的光催化剂,石墨相氮化碳（g-C3N4）的应用已扩展到传感器、人工光合成、CO2减排等多个领域。石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种优异的的n型半导体,具有2.7 eV的带隙,对可见光响应良好,具有无毒、热稳定性和化学稳定性好等优点,适用于包括光催化在内的许多领域。虽然g-C3N4具有合适的带隙位置,但光诱导的电子-空穴对快... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１太阳光照射下半导体（ｓｃ）的主要光物理过程［１３］

?ｂ?＋Ｈ：０＋０：?ｃ??图１－２?（ａ）自然光合成过程的全水解及Ｃ０２的还原，（ｂ）人工光合成过程的全水??解及Ｃ０２的还原，（ｃ）有机污染物的光降解［１７］。??在紫外线的照射下，二氧化钛电极可以催化水分解产氢，促进了人们对光??催化产氢的深入研宄。同样，丁丨０２粉末光催化氧化氰化物离子的报道也促进了??人们对光催化在环境治理方面的研究［１９］。除此之外，很多半导体在太阳光（而不??是紫外线）照射下展现了较好的催化性能，例如ＺｎＯ［２（）］、Ｆｅ２０３［２１］、Ｔｉ０２［２２］、??ＳｒＴｉ０３［２３：ｌ、ＮａＴａ０３［２４］、ＣｄＳ［２５］、Ａｇ３Ｐ０４?和?ｇ－Ｃ３Ｎ４?等光催化剂［２６’２７］，其应用取决??于它们的带隙（图１－３）。尽管目前有大量有关光催化材料的文献报道，但由于对??可见光较差的吸收或光能到化学能的有效转化率低

是紫外线）照射下展现了较好的催化性能，例如ＺｎＯ［２（）］、Ｆｅ２０３［２１］、Ｔｉ０２［２２］、??ＳｒＴｉ０３［２３：ｌ、ＮａＴａ０３［２４］、ＣｄＳ［２５］、Ａｇ３Ｐ０４?和?ｇ－Ｃ３Ｎ４?等光催化剂［２６’２７］，其应用取决??于它们的带隙（图１－３）。尽管目前有大量有关光催化材料的文献报道，但由于对??可见光较差的吸收或光能到化学能的有效转化率低，这些光催化剂在太阳能燃??料生产或有机污染物降解方面的实际应用仍然存在巨大的挑战。??□??〇??Ｉ?门□??°?－－５Ｌ，－?－?１１?°?ＣＤ?—??｜?ｈ?３ａ?占?°??ｚ?１?－?２?４??２?３．２?３２?３２??山?２?－?Ｃ３?■?７７??２?￣?ｃｄｓ?．?°?３ａ??ｊ?ｃｚｊ?Ｍ〇￥＾??３?－?ｄ＞?°?＾?〇??ＴｉＯ：？＇?２ｒ〇?足??Ｖ＾Ｊ?ｓ?Ｊ??图１－３不同半导体的带隙能量和导带以及价带位置［２７］。??３??


本文编号：3518119