类石墨相氮化碳基光催化复合材料的制备及其光催化析氢性能的研究
发布时间：2023-02-27 08:49
目前环境问题和能源危机越来越引起了人们的广泛关注。化石燃料是恶化环境的主要因素之一,它表现在:二氧化碳的排放对环境造成温室效应问题,二氧化硫所形成的酸雨污染以及现在比较热点的PM2.5问题,所以找到清洁的可再生能源已经刻不容缓。氢气作为21世纪最清洁的能源之一而受到人们的重视。在众多的制备氢气的方法当中,光催化产氢是未来最好的方式之一。自2009年王心晨等人首次报道类石墨相氮化碳(g-C3N4)用于光催化研究以来,g-C3N4已成为光催化材料研究的重点。本文研究了g-C3N4的光催化产生氢气的性能,并通过各种调控手段以期改善其光催化性能,具体研究内容如下:(1)第三章,光生载流子在氮化碳材料中表现出高的复合效率,导致其较低的光催化产氢活性。我们通过回顾文献得出结论,在不引入异物或其他元素的条件下,仅依靠结构控制技术不足以减少在氮化碳材料中光生载流子的复合。因此,块状g-C3N4[CN(B)]...
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光催化产氢的基本原理
1.3 光催化产氢的研究现状
1.3.1 光催化产氢的催化剂种类
1.3.2 影响光催化剂性能的因素
1.3.3 提高光催化剂性能的途径
1.4 类石墨相氮化碳
1.4.1 类石墨相氮化碳的简介
1.4.2 类石墨相氮化碳的制备方法
1.4.3 类石墨相氮化碳的改性方法
1.5 本文选题的意义及研究内容
第二章 实验试剂和仪器
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 催化材料表征手段
2.3.1 X射线衍射仪(XRD)
2.3.2 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 N2 等温吸附-脱附线分析仪(BET)
2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.6 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis Diffuse Reflectamce Spectrum)
2.3.7 荧光光谱分析仪(PL Spectra)
2.3.8 红外光谱分析(FT-IR)
2.3.9 光电流测试
2.4 光催化产氢活性测试
第三章 原位构建类球形氮化碳作为助催化剂修饰树形氮化碳材料及其光催化产氢性能的研究
3.1 引言
3.2 催化剂材料的制备
3.2.1 CN(B)、CN(G/S)和CN(G/T)的合成
3.2.2 催化剂的表征和测试方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的组成和结构
3.3.2 材料的光学特性
3.3.3 材料的光催化性能
3.3.4 阐述可能的机理
3.4 本章小结
第四章 强碱助力构建可调控共轭系统的多孔氮化碳材料及其光催化产氢性能的研究
4.1 引言
4.2 光催化材料的制备
4.2.1 块状CN和碱蚀刻CN纳米片的合成
4.2.2 催化剂的表征和测试方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的组成和结构
4.3.2 材料的光学特性
4.3.3 材料的光催化性能
4.3.4 阐述可能的机理
4.4 本章小结
第五章 蒸汽共聚策略制备大尺寸的碳富有的多孔超薄氮化碳材料及其光催化产氢性能的研究
5.1 引言
5.2 光催化材料的制备
5.2.1 合成不同形态结构的CN样品
5.2.2 催化剂的表征和测试方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的组成和结构
5.3.2 材料的光学特性
5.3.3 材料的光催化性能
5.3.4 阐述可能的机理
5.4 本章小结
第六章 三维网状氮化碳高均匀的捕获黑磷量子点构建三维/零维复合材料用于高效的光催化产氢
6.1 引言
6.2 光催化材料的制备
6.2.1 材料的合成
6.2.2 催化剂的表征和测试方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 材料的组成和结构
6.3.2 材料的光学特性
6.3.3 材料的光催化性能
6.3.4 阐述可能的机理
6.4 本章小结
第七章 超薄氮化碳原子水平面内植入石墨化碳环区域用于高效的光催化产氢
7.1 引言
7.2 光催化材料的制备
7.2.1 g-C3N4、GP+ g-C3N4和CN-GP催化剂的合成
7.2.2 催化剂的表征和测试方法
7.3 结果与讨论
7.3.1 材料的组成和结构
7.3.2 材料的光学特性
7.3.3 材料的光催化性能
7.3.4 阐述可能的机理
7.4 本章小结
总结与展望
总结
创新点
展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3751034
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光催化产氢的基本原理
1.3 光催化产氢的研究现状
1.3.1 光催化产氢的催化剂种类
1.3.2 影响光催化剂性能的因素
1.3.3 提高光催化剂性能的途径
1.4 类石墨相氮化碳
1.4.1 类石墨相氮化碳的简介
1.4.2 类石墨相氮化碳的制备方法
1.4.3 类石墨相氮化碳的改性方法
1.5 本文选题的意义及研究内容
第二章 实验试剂和仪器
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 催化材料表征手段
2.3.1 X射线衍射仪(XRD)
2.3.2 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 N2 等温吸附-脱附线分析仪(BET)
2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.6 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis Diffuse Reflectamce Spectrum)
2.3.7 荧光光谱分析仪(PL Spectra)
2.3.8 红外光谱分析(FT-IR)
2.3.9 光电流测试
2.4 光催化产氢活性测试
第三章 原位构建类球形氮化碳作为助催化剂修饰树形氮化碳材料及其光催化产氢性能的研究
3.1 引言
3.2 催化剂材料的制备
3.2.1 CN(B)、CN(G/S)和CN(G/T)的合成
3.2.2 催化剂的表征和测试方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的组成和结构
3.3.2 材料的光学特性
3.3.3 材料的光催化性能
3.3.4 阐述可能的机理
3.4 本章小结
第四章 强碱助力构建可调控共轭系统的多孔氮化碳材料及其光催化产氢性能的研究
4.1 引言
4.2 光催化材料的制备
4.2.1 块状CN和碱蚀刻CN纳米片的合成
4.2.2 催化剂的表征和测试方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的组成和结构
4.3.2 材料的光学特性
4.3.3 材料的光催化性能
4.3.4 阐述可能的机理
4.4 本章小结
第五章 蒸汽共聚策略制备大尺寸的碳富有的多孔超薄氮化碳材料及其光催化产氢性能的研究
5.1 引言
5.2 光催化材料的制备
5.2.1 合成不同形态结构的CN样品
5.2.2 催化剂的表征和测试方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的组成和结构
5.3.2 材料的光学特性
5.3.3 材料的光催化性能
5.3.4 阐述可能的机理
5.4 本章小结
第六章 三维网状氮化碳高均匀的捕获黑磷量子点构建三维/零维复合材料用于高效的光催化产氢
6.1 引言
6.2 光催化材料的制备
6.2.1 材料的合成
6.2.2 催化剂的表征和测试方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 材料的组成和结构
6.3.2 材料的光学特性
6.3.3 材料的光催化性能
6.3.4 阐述可能的机理
6.4 本章小结
第七章 超薄氮化碳原子水平面内植入石墨化碳环区域用于高效的光催化产氢
7.1 引言
7.2 光催化材料的制备
7.2.1 g-C3N4、GP+ g-C3N4和CN-GP催化剂的合成
7.2.2 催化剂的表征和测试方法
7.3 结果与讨论
7.3.1 材料的组成和结构
7.3.2 材料的光学特性
7.3.3 材料的光催化性能
7.3.4 阐述可能的机理
7.4 本章小结
总结与展望
总结
创新点
展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3751034
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