金属有机框架材料与半导体的耦合光催化剂的设计合成及其光催化分解水制氢性能研究

发布时间：2023-01-12 12:27

　　在化石能源大量使用的当下,能源枯竭和环境污染两个像两座大山一样堵死了工业和经济快速发展的道路。寻找高效的清洁能源的迫切性日益加剧。作为最理想的清洁能源——氢气,低耗甚至无消耗的获取氢气无疑成为了研究人员的追求目标。光催化分解水制氢技术应运而生。然而,这项技术虽然可以转化太阳能将水分解成氢气和氧气,但是传统光催化中的电子空穴复合率过高导致其效率并不足以大量制备氢气。改善光催化剂的效率确实值得研究人员挑战并深入研究。本文通过引入金属有机框架材料来改变光催化剂的内部结构,来达到加速反应过程中光催化剂中的电子传输速度,抑制催化剂内电子空穴的复合等效果。在增强催化剂的活性的同时,深入研究内部电子跃迁和转移的机制。为提升光催化产氢性能的道路上提供新的思路并做出铺垫。主要工作内容如下:（一）、使用Ni₂P纳米粒子修饰g-C₃N₄和UiO-66实现空间电子轨道对接以实现太阳能高效分解水。通过简单的两步溶剂热合成法制备了g-C₃N₄/UiO-66/Ni₂P复合光催化剂。改变... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 光催化简介
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 光催化的由来和原理
        1.1.3 光催化的局限及改进方法
    1.2 光催化中的半导体
        1.2.1 光催化中半导体的分类
        1.2.2 光催化中半导体的选取实例
    1.3 金属有机框架材料(MOFs)简介
        1.3.1 金属有机框架材料(MOFs)概述
        1.3.2 金属有机框架材料(MOFs)性质
        1.3.3 金属有机框架材料(MOFs)在光催化领域中的应用
    1.4 本文选题背景、意义及研究内容
第二章 Ni2P纳米粒子修饰g-C3N4和UiO-66 实现空间电子轨道对接以实现太阳能高效分解水
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂和仪器
        2.2.2 光催化剂的制备
        2.2.3光催化产氢实验
        2.2.4 表征仪器
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 形貌和结构
        2.3.2 光催化制氢活性
        2.3.3 电化学特性试验
        2.3.4 复合催化剂g-C3N4/UiO-66/Ni2P上可能的光催化机理
    2.4 结论
第三章 MOFs与 NiPx协同界面在光催化高效产氢领域中应用的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和仪器
        3.2.2 光催化剂的制备
        3.2.3 表征方法
        3.2.4 光催化产氢实验
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 形态结构
        3.3.2 BET孔径分析
        3.3.3 光谱分析
        3.3.4 光催化制氢活性
        3.3.5 电化学特性试验
        3.3.6 NiPx/ZIF-67 上光催化反应的机理
    3.4 结论
第四章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢
个人简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种稳健的固体氧化物燃料电池抗积碳阳极（英文）[J]. 凌意瀚,王振斌,汪志全,彭冉冉,林彬,于伟利,Tayirjan T.Isimjan,陆亚林.  Science China Materials. 2015(03)



本文编号：3729923