基于石墨相氮化碳的高效光催化剂制备及其去除水体污染物的应用和机理研究

发布时间：2021-08-08 11:35

　　随着全球工业的快速发展,能源危机和环境问题也愈发突出。因此,我们需要寻求合适的解决方法,以便有效的缓解能源危机与环境问题之间的矛盾。近年来,光催化技术因具有节约能源、反应条件温和、操作简单、效率高等优点而受到了广泛的关注,并且在环境污染物的去除方面具有非常大的应用前景。促进光催化技术发展的关键在于开发高效的光催化剂。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为一种二维层状结构聚合物材料,不含金属元素,禁带宽度为2.7 eV,具有一定的可见光响应能力,已经成为光催化领域的研究热点。它具有物理化学性质稳定、环境友好、廉价易得和可控调节能力强等优点。本论文针对新型光催化材料的开发和应用问题,制备了一系列基于g-C₃N₄的新型光催化材料并研究了其去除水体污染物的相关机制。本研究通过元素杂化、构建异质结、引入Z型光催化机制、等离子体共振效应,量子点上转换效应以及等离子体型金属氧化物的方式合成了一系列的基于石墨相氮化碳（g-C₃N₄）功能化和复合的光催化材料,研究其在光照条件下处... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

自然光合作用以及人造光合作用示意图

光催化剂拥有较为优异的氧化还原能力的光催化性能主要依靠的是光生电子和空穴与污染物的有效接触是十分重要的。但是在的光生电子和空穴都能够进行有效的光催化一旦产生需要经过从半导体的内部向表面迁化反应。半导体光催化剂的光生电子和空穴.2）[32, 33]：第一种是光生电子和空穴在光催光或者热的形式释放能量；第二种是光生电的表面，部分会在表面发生复合，以光或者光生电荷，也就是这部分迁移到催化剂表面化还原反应。以上三种迁移方式中前两种方部分能够真正有效的参与到光催化反应中去在光催化反应过程中为了提高半导体的光催生。

图 1.3 太阳能电池的主要结构以及发展方向[45]Figure 1.3 Thestructure and development direction of the solar cells十年来，光催化技术在光催化还原 CO2产能方面也有了较大的发展 CO2主要是通过人造光合作用，模拟自然界中的绿色植物的光合作化剂模拟叶绿体在光照条件下将空气中的 CO2还原成 CO、甲酸和过程。光催化还原 CO2的反应过程一方面可以大量消耗 CO2来减轻然界的影响与危害。另一方面可以将 CO2转换为当前所需的能源物度上降低能源危机所带来的紧迫感。

【参考文献】：
期刊论文
[1]水十条 水实条——对《水污染防治行动计划》的解读[J]. 石效卷,李璐,张涛.  环境保护科学. 2015(03)



本文编号：3329879