基于石墨相氮化碳复合材料的改性及其用于光催化产氢的研究

发布时间：2022-10-21 10:35

　　进入21世纪,随着工业化和城镇化的不断快速发展,能源需求量越来越大,因此化石燃料不断的大量消耗,环境恶化以及能源短缺等问题日益严峻,已经严重威胁到了人类的健康和生活,同时也制约着社会的前进和发展,成为当今世界急需解决的难题。太阳能作为一种环境友好并且取之不尽用之不竭的绿色能源,通过光合作用对太阳能进行充分利用,使其转化为我们所需要的化学能,从而可以解决环境污染和资源短缺等严峻问题,是我们需要努力探索的方向。光催化剂是太阳能到化学能转化过程中必不可少的。在1972年,TiO₂作为一种光催化材料被应用于产氢和产氧,从此以后,半导体光催化材料被科研工作者们进行大量的研究。半导体光催化技术,作为一种能够将太阳能转化为化学能的绿色安全技术,在治理环境污染以及解决能源短缺等方面具有极大的发展前景。光催化剂在太阳能转化为化学能的过程中是不可或缺的,石墨相氮化碳作为一种合成过程相对简单、地球储备量非常丰富、无毒无害并且化学稳定性很强的非金属半导体光催化剂,近年来在光催化分解水领域引起了科研工作者们的普遍关注。由于其具有特殊的电子光学结构以及优异的化学稳定性能,且禁带宽度能达2.7... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 半导体光解水产氢原理
    1.3 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)材料简介
        1.3.1 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的结构
        1.3.2 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的性质
        1.3.3 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的制备方法
        1.3.4 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的应用
        1.3.5 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的改性
        1.3.6 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的发展前景
    1.4 论文的选题意义与主要研究内容
第二章 Ni掺杂g-C_3N_4 复合催化剂的合成及光催化产氢活性研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 催化剂的制备
        2.2.4 光催化产氢活性测试
        2.2.5 光电性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 物相分析
        2.3.2 形貌分析
        2.3.3 组成分析
        2.3.4 紫外-可见漫反射测试(UV-Vis DRS)
        2.3.5 傅里叶红外光谱测试(FT-IR)
        2.3.6 光解水制氢性能测试
    2.4 光催化机理研究
        2.4.1 光致发光测试(PL)
        2.4.2 电化学阻抗测试(EIS)
        2.4.3 光电流测试
    2.5 小结
第三章 泡状氮化碳的合成及光催化产氢活性研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 催化剂的制备
        3.2.4 光催化活性测试
        3.2.5 光电性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 形貌分析
        3.3.3 组成分析
        3.3.4 同质量下催化剂体积对比图
        3.3.5 傅立叶红外光谱测试(FT-IR)
        3.3.6 紫外-可见漫反射测试(UV-Vis DRS)
        3.3.7 氮气吸附-脱附测试
        3.3.8 催化剂光解水产氢测试
    3.4 催化剂的机理探究
        3.4.1 光致发光测试(PL)
        3.4.2 光电流测试
        3.4.3 电化学阻抗测试(EIS)
    3.5 小结
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
硕士期间所获科研成果及参与课题
    一、学术论文
    二、参与课题
致谢



本文编号：3695470