氮化碳的共聚合改性及其光催化分解水性能研究

发布时间：2024-11-03 04:28

　　能源危机和环境污染是21世纪人类面临的两大难题,开发清洁可再生的能源迫在眉睫。半导体光催化技术能够将太阳能直接转化为化学能并进行有效储存（例如光催化分解水产生氢气）,在解决能源问题和环境污染方面有着较大的潜力。石墨相氮化碳是一种新型聚合物半导体材料,它可以吸收部分可见光,且具有良好的热稳定性、光稳定性和环境友好性,成为目前光催化研究中的热点。但是块体g-C₃N₄存在可见光吸收范围窄、光生电子空穴对复合率高、比表面积小、溶液中分散性差等缺点。本文通过有机小分子共聚合改性来提高g-C₃N₄的光催化活性及拓展其光吸收范围,并将理论计算与实验研究相结合,揭示了光催化活性提高机理。具体研究内容如下:（1）将前驱体双氰胺与4,5-二氰基咪唑共聚合生成改性g-C₃N₄,样品的光吸收范围得到大幅度拓展。通过光催化产氢实验考察催化剂在可见光（λ≥420 nm）下的光催化活性,结果表明,4,5-二氰基咪唑加入量为0.05 g/3g双氰胺时,共聚合改性样品具有最佳光催化产氢活性。...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1半导体光催化分解水步骤示意图[3]Fig.1.1Schematicillustrationofthemainprocessesinphotocatalyticwatersplitting由上述步骤可知，光催化分解水产氢是一个复杂的反应过程，其反应....

红色区域）和d10（图1.2，绿色区域）电子结构且处于最高氧化态；而O、N、S等非金属元素（图1.2，蓝色区域）则处于最低价态。对于金属氧化物，其导带主要由金属阳离子的空轨道（d区d0电子结构的由其空的d轨道构成，p区d10电子结构为最外价电子层sp杂化）组....

图1.4由三嗪和3-s-三嗪构成的g-C3N4结构模型Fig.1.4Structuralmodelsofg-C3N4arrangedbytriazineandtri-s-triazineunits初，三嗪（C3N3）和3-s-三嗪（C6N7）被认为是....

图1.5不同前驱体热聚合合成g-C3N4的过程示意图[52]Schematicillustrationofthesynthesisprocessofg-C3N4bythermalpolymerdifferentprecursorsng等人[42]以氰胺....

本文编号：4010682