面向光催化分解水產(chǎn)氫及光催化還原CO₂的高效光催化劑的研究,對于開發(fā)可再生清潔能源與有效解決環(huán)境污染問題具有重要意義。類石墨半導(dǎo)體氮化碳是一種新型可見光驅(qū)動(dòng)光催化材料,由于其高的物理化學(xué)穩(wěn)定性、獨(dú)特電子能帶結(jié)構(gòu)（2.7 eV）,在光催化領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。本文通過硬模板法制備類石墨氮化碳納米棒/納米球,研究其光催化產(chǎn)氫性能;并對納米球進(jìn)行表面Pt修飾,研究其光催化還原CO₂性能。以亞苯基橋連有機(jī)氧化硅納米管為模板,氰胺為前驅(qū)體制備氮化碳納米棒。確定了適宜的模板與前驅(qū)體比例,聚合溫度等制備條件,得到了直徑約6 nm,長度約50 nm的均勻分散氮化碳納米棒PCN-BSNT_1/2-550。元素分析結(jié)果表明,PCN-BSNT_1/2-550中C/N值高于理想g-C₃N₄,是由于模板中的亞苯基高溫碳化沉積于納米棒表面。穩(wěn)態(tài)熒光等表征表明PCN-BSNT_1/2-550納米棒的電子-空穴分離、轉(zhuǎn)移性能顯著提高。在光催化分解水產(chǎn)氫和甲基橙降解反應(yīng)中,具有... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

半導(dǎo)體光催化劑光生電子-空穴轉(zhuǎn)移過程示意圖

相氮化碳 β-C3N4) ，使得氮化碳( C3N4) 開始進(jìn)入到科研學(xué)術(shù)對氮化碳的深入研究，1996 年 Teter 和 Hemley 利用第一原理經(jīng) C3N4，β-C3N4，C-C3N4(立方體)，P-C3N4(準(zhǔn)立方體)，g-C3N4(類結(jié)構(gòu)[19]，其中以三均三嗪為基本單元的類石墨g-C3N4最為穩(wěn)定(末端 N 原子連接三均三嗪單元形成類似石墨烯的π 共軛平面中的 C、N 以 sp2雜化形成類似苯環(huán)的 CN 雜環(huán)結(jié)構(gòu)，這使得穩(wěn)定性，熱重分析表明低于 600 °C 時(shí)，g-C3N4保持穩(wěn)定，60或升華。并且由于 g-C3N4層間存在強(qiáng)的范德華作用力[21]，使、強(qiáng)堿，具有較高的物理化學(xué)穩(wěn)定性，可用于機(jī)械、磨涂層、外，研究表明 g-C3N4的禁帶寬度約為 2.7 eV，可利用波長小于，且經(jīng)計(jì)算 g-C3N4的最低分子未占據(jù)軌道 (LUMO)和最高分MO)分別位于-1.3 V 和+1.4 V (vs. NHE, pH=7)，因此能夠進(jìn)行光和 CO2還原反應(yīng)[22,23]。2009 年，Wang 等首次將 g-C3N4用于水產(chǎn) H2，自此開啟了 g-C3N4在光催化領(lǐng)域研究的熱潮[5]。

形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)促進(jìn)光生載流子分離與轉(zhuǎn)移，u 制備了 CdS/g-C3N4納米棒復(fù)合光催化劑，，還提供了電子傳輸通道，CdS 與 g-C3N4的分離與轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)了其可見光光照下的氧4的光催化產(chǎn)氫性能[76]。3N4光催化分解水產(chǎn)氫反應(yīng)機(jī)理圖[77]。太陽-空穴對，在 g-C3N4體相內(nèi)未發(fā)生復(fù)合的電位點(diǎn)，帶正電荷的 h+氧化 H2O 得到 O2和 H及的反應(yīng)方程式有:22 2 1 222 2-2應(yīng)：2 21 22

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]g-C3N4-W18O49復(fù)合光催化劑的制備及其光催化機(jī)理研究[J]. 李海濤,王茗.  人工晶體學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]Eu摻雜TiO2染料敏化太陽能電池下轉(zhuǎn)換光陽極的制備及性能[J]. 秦藝穎,胡志強(qiáng),李佳書,李亞瑋,郝洪順,劉貴山.  大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)

博士論文
[1]功能化石墨烯復(fù)合材料的電化學(xué)行為研究及其在活體中信息分子的實(shí)時(shí)檢測[D]. 谷慧.華東師范大學(xué) 2015

碩士論文
[1]在強(qiáng)沖擊條件下g-C3N4向β-C3N4相變研究[D]. 馬海云.西南交通大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2916634