前驱体改性制备g-C 3 N 4 及其光解水制氢性能研究

发布时间：2022-07-29 22:13

　　石墨相氮化碳因其独特的电子结构和易于调控的能带结构被广泛应用于光催化领域。但是以氰氨类化合物为前驱体热聚合得到的g-C₃N₄由于比表面积小、反应活性位点少、光生电荷复合严重、载流子迁移困难等因素严重制约了其光催化活性。本论文通过对前驱体进行改性设计,制备不同形貌介孔结构g-C₃N₄,不仅可以增强光生电荷分离,而且使光生载流子迅速转移到g-C₃N₄表面,参与氧化还原反应。本论文分别采用三聚氰胺-三聚硫氰酸自组装超分子后热聚合方法制备得到介孔棒状g-C₃N₄,并利用光辅助沉积单质Ni;采用乙酸钾水热三聚氰胺相变热聚合法制备了介孔g-C₃N₄纳米片;采用尿素-三聚氰胺混合压片热聚合法得到了介孔管状g-C₃N₄。以上改性均有效地改善了光吸收性质,提高了光生电荷分离效率,加速了光生载流子的迁移,因而增强了可见光光解水制氢活性。其中,超分... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 g-C_3N_4研究进展
        1.2.1 g-C_3N_4制备方法
        1.2.2 g-C_3N_4的结构与性质
        1.2.3 g-C_3N_4的应用
    1.3 g-C_3N_4光解水制氢活性增强方法
        1.3.1 结构设计
        1.3.2 微观形貌调控
        1.3.3 金属或非金属元素掺杂
        1.3.4 表面改性
        1.3.5 助催化剂复合
        1.3.6 异质结构建
    1.4 存在的问题及研究现状分析
    1.5 选题意义与研究内容
第二章 自组装超分子热聚合制备g-C_3N_4及光解水制氢性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器设备及型号厂家
        2.2.3 样品制备
        2.2.4 结构表征与性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 超分子前驱体微观形貌及结构研究
        2.3.2 超分子聚合物CNTcM微观形貌及结构研究
        2.3.3 超分子聚合物CNTcM光解水制氢性能研究
        2.3.4 Ni沉积CNTcM光解水制氢机理研究
    2.4 本章小结
第三章 三聚氰胺水热热聚合制备g-C_3N_4及光解水制氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及试剂
        3.2.2 主要仪器设备及型号厂家
        3.2.3 样品制备
        3.2.4 结构表征与性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 前驱体结构和形貌研究
        3.3.2 CNKM结构和形貌研究
        3.3.3 CN-xKM光解水制氢性能研究
        3.3.4 CN-xKM光解水制氢机理研究
    3.4 本章小结
第四章 尿素-三聚氰胺混合压片热聚合制备管状g-C_3N_4及光解水制氢性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品及试剂
        4.2.2 主要仪器设备及型号厂家
        4.2.3 样品制备
        4.2.4 结构表征与性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 不同前驱体混合压片结构和形貌研究
        4.3.2 40UM结构和形貌研究
        4.3.3 40UM光解水制氢性能研究
        4.3.4 40UM光解水制氢机理研究
    4.4 本章小结
第五章 结论
    5.1 主要结论
    5.2 论文的主要创新点及意义
    5.3 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]溶剂热法合成纳米材料的研究进展[J]. 魏明真.  四川化工. 2007(03)
[2]电化学法制备纳米材料的研究现状[J]. 刘庆,陆文雄,印仁和.  材料保护. 2004(02)
[3]电化学沉积法制备类石墨相氮化碳[J]. 李超,曹传宝,朱鹤孙.  科学通报. 2003(09)



本文编号：3667278