聚合物氮化碳材料的改性及其在光催化氧化还原反应中的应用

发布时间：2024-03-02 07:32

　　当今社会,环境污染和能源短缺已成为人们所关注的热点问题,而光催化水分解产生氢气是解决这一问题的重要方法之一。此外,利用光解水产氢过程和产氧过程,可以出制备一系列在温和条件下的氧化还原绿色方法,进而合成具有高附加值的精细化学品。但是对于目前的光解水反应而言,主要存在两个问题,一是太阳能利用效率低,二是缺乏低成本、高活性的半导体催化剂。因此,发展高量子效率、高可见光利用率、高稳定性和廉价的新型光催化剂,已成为科研工作者的研究重点。最近报道的聚合物氮化碳(PCN)是新兴的半导体材料之一,其作为新一代无金属光催化剂,拥有合适的能带结构,因此具有可见光催化活性。然而,利用传统高温聚合方法合成的PCN,其比表面积和结晶度都很低,光生电子与空穴极易快速复合,从而导致其光催化活性较低,也阻碍了该材料在光催化领域的进一步应用。为了解决这些问题,本工作主要通过杂原子共掺杂和固体盐模板法两个方面对PCN材料进行改性。首先通过与Se原子掺杂的方式,增大PCN的比表面积,从而提高其光催化氧化反应活性。另一方面,通过固体盐模板法合成的PCN材料具有良好的结晶性,以固体盐作为氮化碳前驱体聚合的模板剂,使得PCN在高...

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1. 概述
    2. 聚合物氮化碳光催化剂的发展
        2.1. 聚合物氮化碳的发展进程
        2.2. 聚合物氮化碳的合成与改性研究
    3. PCN光催化剂的在有机反应中的应用
        3.1. 光催化二氧化碳还原
        3.2. 催化有机合成
    4. 本文研究内容
    5. 参考文献
第二章 硒掺杂石墨氮化碳纳米复合催化剂在温和条件下可见光驱动氧化的设计与制备
    1. 前言
    2. 实验部分
        2.1. 实验试剂
        2.2. 实验仪器
        2.3. 实验操作
    3. 实验结果与讨论
        3.1. Se/PCN催化剂的材料表征
        3.2. Se/PCN催化剂在烯烃氧化反应中的应用
        3.3. Se/PCN催化剂在醇氧化反应中的应用
        3.4. 反应机理
    4. 本章小结
    5. 实验数据
    参考文献
第三章 KCL盐改性聚合物氮化碳纳米片光催化烯烃加氢
    1. 前言
    2. 实验部分
        2.1. 实验试剂
        2.2. 实验仪器
        2.3. 实验操作
    3. 实验结果与讨论
        3.1. 光催化剂PCN纳米片的制备
        3.2. 光催化剂PCN纳米片的表征
        3.3. KCl盐改性PCN纳米片光催化烯烃加氢反应
    4. 本章小结
    参考文献
第四章 K⁺插层的高结晶性的氮化碳用于可见光光催化烯烃和炔烃氢化与氘化
    1. 前言
    2. 实验部分
        2.1. 实验试剂
        2.2. 实验仪器
        2.3. 实验操作
    3. 实验结果与讨论
        3.1. 结晶聚合物氮化碳光催化剂的制备
        3.2. 结晶聚合物氮化碳光催化剂的表征
        3.3. 光催化加氢反应
        3.4. 光催化加氘反应
        3.5. 反应机理研究
    4. 本章小结
    参考文献
第五章 高结晶性的氮化碳光催化硝基实现N,N-甲基化反应
    1. 前言
    2.实验部分
        2.1. 实验试剂
        2.2. 实验仪器
        2.3. 实验操作
    3. 实验结果与讨论
        3.1. 盐辅助处理的PCN材料的表征
        3.2. 光催化硝基还原实现N,N-甲基化反应
    4. 本章小绪
    参考文献
本文总结
部分谱图
硕士期间发表论文与专利
致谢



本文编号：3916541