Janus结构碳纳米纤维基光催化剂的构筑与性质的研究
发布时间：2023-03-09 18:59
目前,光催化制氢技术是最有前景的清洁能源生产技术之一,为太阳能转化为可再生的绿色燃料—氢能提供了一条有效途径。同时,光催化技术还可以降解废水中的有机污染物,保护环境。因此,开发性价比高、效率高、易于回收的具有特殊结构和功能的新型异质结光催化剂成为可持续发展的关键,由于碳材料具有强的电荷载流子传输能力,因而碳基光催化剂具有优良的光催化效果。目前特殊的Janus结构碳基光催化剂鲜见报道。因此,构筑Janus结构碳纳米纤维基异质结光催化剂及其性能研究,是一个有重要意义的研究课题。本论文中采用共轭电纺技术、碳化工艺和气-固相反应方法制备了三种独特的Janus结构碳纳米纤维基异质结光催化剂,并对其结构、形貌和光催化性能进行了深入探究。具体内容如下:1.采用共轭电纺技术和碳化相结合的方法制备了柔性自支撑[Ti O2/C]//[Bi2WO6/C]Janus纳米纤维异质结光催化剂。该催化剂在可见光和模拟太阳光照射下分别获得了11.58和16.32 mmol·h-1·g-1的高析氢速率。同时,在...
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 异质结光催化剂的概述
1.2 异质结光催化剂的研究及应用
1.2.1 TiO2基异质结光催化剂的研究进展
1.2.2 g-C3N4基异质结光催化剂的研究进展
1.2.3 Bi2WO6基异质结光催化剂的研究进展
1.3 碳基异质结光催化剂的研究及应用
1.3.1 TiO2/C基异质结光催化剂的研究进展
1.3.2 g-C3N4/C基异质结光催化剂的研究进展
1.3.3 Bi2WO6/C基异质结光催化剂的研究进展
1.4 静电纺丝技术
1.4.1 Janus纳米纤维的概述
1.4.2 Janus纳米纤维的研究进展
1.5 本课题研究的目的与意义
第2章 实验试剂、仪器及表征方法
2.1 主要实验试剂
2.2 实验设备与仪器
2.3 表征方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 能谱(EDS)分析
2.3.4 热重分析
2.3.5 比表面积分析
2.3.6 紫外-可见吸收光谱分析
2.3.7 光催化分解水产氢分析
2.3.8 光致发光光谱分析
2.3.9 光电流和电化学阻抗分析
2.3.10 导电性分析
第3章 柔性自支撑[Ti O2/C]//[Bi2WO6/C]Janus纳米纤维异质结光催化剂的构筑、结构与光催化性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 纺丝溶液的制备
3.2.2 JNHP的制备
3.2.3 对比样的制备
3.2.4 光催化分解水产氢性能测试
3.2.5 光催化降解MB溶液性能测试
3.2.6 瞬态光电流响应和电化学阻抗测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 结构和相组成分析
3.3.2 形貌分析
3.3.3 热重和氮气吸附-解吸等温线分析
3.3.4 紫外-可见吸收光谱分析
3.3.5 光催化分解水产氢性能研究
3.3.6 光催化降解MB溶液性能研究
3.3.7 光致发光光谱分析
3.3.8 瞬态光电流响应和电化学阻抗分析
3.4 JNHP的形成机理
3.5 光催化产氢和降解MB溶液的机理研究
3.6 本章小结
第4章 共轭电纺构筑碳基[g-C3N4/C]//[Ti O2/C]Janus纳米纤维异质结光催化剂及光催化性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 g-C3N4的制备
4.2.2 纺丝溶液的制备
4.2.3 g T-JNHP和对比样的制备
4.2.4 光催化分解水产氢性能测试
4.2.5 光催化降解MB溶液性能测试
4.2.6 瞬态光电流响应和电化学阻抗测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 结构和相组成分析
4.3.2 形貌分析
4.3.3 紫外-可见吸收光谱和氮气吸附-解吸等温线分析
4.3.4 光催化分解水产氢性能研究
4.3.5 光催化降解MB溶液性能研究
4.3.6 光致发光光谱分析
4.3.7 瞬态光电流响应和电化学阻抗分析
4.4 光催化产氢和降解MB溶液的机理研究
4.5 本章小结
第5章 纳米g-C3N4修饰的[Ti O2/C]//[Bi2WO6/C]Janus纳米纤维光催化剂的构筑、结构与光催化特性
5.1 前言
5.2 理论基础
5.3 实验部分
5.3.1 纺丝溶液的制备
5.3.2 静电纺丝
5.3.3 气-固相反应
5.3.4 光催化分解水产氢性能测试
5.3.5 光催化降解MB溶液性能测试
5.3.6 瞬态光电流响应和电化学阻抗测试
5.4 结果与讨论
5.4.1 结构和相组成分析
5.4.2 形貌分析
5.4.3 紫外-可见吸收光谱和氮气吸附-解吸等温线分析
5.4.4 光催化分解水产氢性能研究
5.4.5 光催化降解MB溶液性能研究
5.4.6 光致发光光谱分析
5.4.7 瞬态光电流响应和电化学阻抗分析
5.5 光催化产氢和降解MB溶液的机理研究
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论及创新点
6.1.1 结论
6.1.2 创新点
6.2 展望
参考文献
附录
致谢
本文编号：3758121
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 异质结光催化剂的概述
1.2 异质结光催化剂的研究及应用
1.2.1 TiO2基异质结光催化剂的研究进展
1.2.2 g-C3N4基异质结光催化剂的研究进展
1.2.3 Bi2WO6基异质结光催化剂的研究进展
1.3 碳基异质结光催化剂的研究及应用
1.3.1 TiO2/C基异质结光催化剂的研究进展
1.3.2 g-C3N4/C基异质结光催化剂的研究进展
1.3.3 Bi2WO6/C基异质结光催化剂的研究进展
1.4 静电纺丝技术
1.4.1 Janus纳米纤维的概述
1.4.2 Janus纳米纤维的研究进展
1.5 本课题研究的目的与意义
第2章 实验试剂、仪器及表征方法
2.1 主要实验试剂
2.2 实验设备与仪器
2.3 表征方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 能谱(EDS)分析
2.3.4 热重分析
2.3.5 比表面积分析
2.3.6 紫外-可见吸收光谱分析
2.3.7 光催化分解水产氢分析
2.3.8 光致发光光谱分析
2.3.9 光电流和电化学阻抗分析
2.3.10 导电性分析
第3章 柔性自支撑[Ti O2/C]//[Bi2WO6/C]Janus纳米纤维异质结光催化剂的构筑、结构与光催化性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 纺丝溶液的制备
3.2.2 JNHP的制备
3.2.3 对比样的制备
3.2.4 光催化分解水产氢性能测试
3.2.5 光催化降解MB溶液性能测试
3.2.6 瞬态光电流响应和电化学阻抗测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 结构和相组成分析
3.3.2 形貌分析
3.3.3 热重和氮气吸附-解吸等温线分析
3.3.4 紫外-可见吸收光谱分析
3.3.5 光催化分解水产氢性能研究
3.3.6 光催化降解MB溶液性能研究
3.3.7 光致发光光谱分析
3.3.8 瞬态光电流响应和电化学阻抗分析
3.4 JNHP的形成机理
3.5 光催化产氢和降解MB溶液的机理研究
3.6 本章小结
第4章 共轭电纺构筑碳基[g-C3N4/C]//[Ti O2/C]Janus纳米纤维异质结光催化剂及光催化性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 g-C3N4的制备
4.2.2 纺丝溶液的制备
4.2.3 g T-JNHP和对比样的制备
4.2.4 光催化分解水产氢性能测试
4.2.5 光催化降解MB溶液性能测试
4.2.6 瞬态光电流响应和电化学阻抗测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 结构和相组成分析
4.3.2 形貌分析
4.3.3 紫外-可见吸收光谱和氮气吸附-解吸等温线分析
4.3.4 光催化分解水产氢性能研究
4.3.5 光催化降解MB溶液性能研究
4.3.6 光致发光光谱分析
4.3.7 瞬态光电流响应和电化学阻抗分析
4.4 光催化产氢和降解MB溶液的机理研究
4.5 本章小结
第5章 纳米g-C3N4修饰的[Ti O2/C]//[Bi2WO6/C]Janus纳米纤维光催化剂的构筑、结构与光催化特性
5.1 前言
5.2 理论基础
5.3 实验部分
5.3.1 纺丝溶液的制备
5.3.2 静电纺丝
5.3.3 气-固相反应
5.3.4 光催化分解水产氢性能测试
5.3.5 光催化降解MB溶液性能测试
5.3.6 瞬态光电流响应和电化学阻抗测试
5.4 结果与讨论
5.4.1 结构和相组成分析
5.4.2 形貌分析
5.4.3 紫外-可见吸收光谱和氮气吸附-解吸等温线分析
5.4.4 光催化分解水产氢性能研究
5.4.5 光催化降解MB溶液性能研究
5.4.6 光致发光光谱分析
5.4.7 瞬态光电流响应和电化学阻抗分析
5.5 光催化产氢和降解MB溶液的机理研究
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论及创新点
6.1.1 结论
6.1.2 创新点
6.2 展望
参考文献
附录
致谢
本文编号：3758121
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