类石墨层状碳氮材料的高压结构与性质研究
发布时间：2021-11-05 22:48
具有类石墨层状结构的碳氮材料因其独特的结构和可调的物理、化学性质,成为近年来人们研究的热点。类石墨碳氮材料是获得具有优异光催化、光、电特性等性能材料的重要源泉,也是物理、材料研究领域的一个重要研究对象。碳氮材料的结构和性质与其碳、氮元素化学计量比密切相关,可通过化学计量比的改变进行调控。作为重要的光电催化、光电子器件、电池、生物医学以及能源储存和转化材料,类石墨碳氮材料的能带结构、比表面积等因素对材料的性能有着重要的影响,理解其结构、电子行为等也是材料应用的基本科学问题。因此,通过调控碳氮材料的结构,揭示影响其性质的关键因素,建立结构与性质之间的关联,对获得具有优异性能的碳氮材料具有重要的科学意义和实际应用价值,这也是碳氮材料方向仍需研究的课题。压力作为一种重要的热力学参数,可有效改变原子间距离和物质结构以及调控电子结构等。相比于其他调控方法（如掺杂、功能化等）,高压是一种不引入杂质的“干净”的手段。本论文采用高压手段,针对几个典型的类石墨碳氮材料,围绕材料的碳、氮化学配比调控、能带结构变化、比表面积以及π电子行为等进行了系统研究。取得以下研究结果:1.类石墨碳氮材料中碳、氮元素的化学...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
C2N制备过程与结构
第一章绪论3图1.2g-C3N4的结构示意图。g-C3N4的类石墨层状结构，决定其具有良好的热、物理和化学稳定性。研究表明，当温度达到620℃后，才开始热分解，温度超过680℃，完全分解，因此稳定性远高于一些其他化合物[42]。由于g-C3N4层间的范德华力作用，使其在普通溶剂，如，去离子水、乙醇、甲醇和丙酮等以及强酸强碱中都能保持稳定的结构[43]。合成的g-C3N4一般为淡黄色粉末，2009年，Wang等人证实g-C3N4吸收带边为460nm，带隙宽度约为2.7eV，具有光催化分解水制氢气的能力[20]。1.2.2类石墨氮化碳的制备方法制备g-C3N4的方法有多种，常用的合成方法有，热聚合成法[21]，溶剂热合成法[44-46]，固相反应法[47-49]，气相沉积法[50-52]和电化学沉积法[53-54]等。其中热聚合成法是最常用的制备方法，主要通过热解含氮有机物，如单氰胺[55]、双氰胺[56,57]、三聚氰胺[58,59]、尿素[60-62]和硫脲[63,64]等，如图1.3所示。图1.3不同类型前驱体热聚制备g-C3N4的过程[65]。
第一章绪论3图1.2g-C3N4的结构示意图。g-C3N4的类石墨层状结构，决定其具有良好的热、物理和化学稳定性。研究表明，当温度达到620℃后，才开始热分解，温度超过680℃，完全分解，因此稳定性远高于一些其他化合物[42]。由于g-C3N4层间的范德华力作用，使其在普通溶剂，如，去离子水、乙醇、甲醇和丙酮等以及强酸强碱中都能保持稳定的结构[43]。合成的g-C3N4一般为淡黄色粉末，2009年，Wang等人证实g-C3N4吸收带边为460nm，带隙宽度约为2.7eV，具有光催化分解水制氢气的能力[20]。1.2.2类石墨氮化碳的制备方法制备g-C3N4的方法有多种，常用的合成方法有，热聚合成法[21]，溶剂热合成法[44-46]，固相反应法[47-49]，气相沉积法[50-52]和电化学沉积法[53-54]等。其中热聚合成法是最常用的制备方法，主要通过热解含氮有机物，如单氰胺[55]、双氰胺[56,57]、三聚氰胺[58,59]、尿素[60-62]和硫脲[63,64]等，如图1.3所示。图1.3不同类型前驱体热聚制备g-C3N4的过程[65]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]g-C3N4界面改性:掺杂金属硫化物构建新型异质结光催化剂的能源转换展望（英文）[J]. 任亦杰,曾德乾,Wee-Jun Ong. 催化学报. 2019(03)
[2]红磷/多孔碳纳米复合材料用于高性能锂离子和钠离子电池负极（英文）[J]. 徐江,丁建宁,朱文俊,周小双,葛善海,袁宁一. Science China Materials. 2018(03)
本文编号：3478649
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
C2N制备过程与结构
第一章绪论3图1.2g-C3N4的结构示意图。g-C3N4的类石墨层状结构，决定其具有良好的热、物理和化学稳定性。研究表明，当温度达到620℃后，才开始热分解，温度超过680℃，完全分解，因此稳定性远高于一些其他化合物[42]。由于g-C3N4层间的范德华力作用，使其在普通溶剂，如，去离子水、乙醇、甲醇和丙酮等以及强酸强碱中都能保持稳定的结构[43]。合成的g-C3N4一般为淡黄色粉末，2009年，Wang等人证实g-C3N4吸收带边为460nm，带隙宽度约为2.7eV，具有光催化分解水制氢气的能力[20]。1.2.2类石墨氮化碳的制备方法制备g-C3N4的方法有多种，常用的合成方法有，热聚合成法[21]，溶剂热合成法[44-46]，固相反应法[47-49]，气相沉积法[50-52]和电化学沉积法[53-54]等。其中热聚合成法是最常用的制备方法，主要通过热解含氮有机物，如单氰胺[55]、双氰胺[56,57]、三聚氰胺[58,59]、尿素[60-62]和硫脲[63,64]等，如图1.3所示。图1.3不同类型前驱体热聚制备g-C3N4的过程[65]。
第一章绪论3图1.2g-C3N4的结构示意图。g-C3N4的类石墨层状结构，决定其具有良好的热、物理和化学稳定性。研究表明，当温度达到620℃后，才开始热分解，温度超过680℃，完全分解，因此稳定性远高于一些其他化合物[42]。由于g-C3N4层间的范德华力作用，使其在普通溶剂，如，去离子水、乙醇、甲醇和丙酮等以及强酸强碱中都能保持稳定的结构[43]。合成的g-C3N4一般为淡黄色粉末，2009年，Wang等人证实g-C3N4吸收带边为460nm，带隙宽度约为2.7eV，具有光催化分解水制氢气的能力[20]。1.2.2类石墨氮化碳的制备方法制备g-C3N4的方法有多种，常用的合成方法有，热聚合成法[21]，溶剂热合成法[44-46]，固相反应法[47-49]，气相沉积法[50-52]和电化学沉积法[53-54]等。其中热聚合成法是最常用的制备方法，主要通过热解含氮有机物，如单氰胺[55]、双氰胺[56,57]、三聚氰胺[58,59]、尿素[60-62]和硫脲[63,64]等，如图1.3所示。图1.3不同类型前驱体热聚制备g-C3N4的过程[65]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]g-C3N4界面改性:掺杂金属硫化物构建新型异质结光催化剂的能源转换展望（英文）[J]. 任亦杰,曾德乾,Wee-Jun Ong. 催化学报. 2019(03)
[2]红磷/多孔碳纳米复合材料用于高性能锂离子和钠离子电池负极（英文）[J]. 徐江,丁建宁,朱文俊,周小双,葛善海,袁宁一. Science China Materials. 2018(03)
本文编号：3478649
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3478649.html
