近年來(lái),隨著環(huán)境、能源、安全問(wèn)題的日益突出,新型有機(jī)半導(dǎo)體材料石墨相氮化碳（g-C3N4）在各研究領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。g-C3N4電子結(jié)構(gòu)獨(dú)特、化學(xué)穩(wěn)定性好,較之于傳統(tǒng)的金屬半導(dǎo)體材料,成本相對(duì)低廉,且在催化反應(yīng)過(guò)程中無(wú)有毒物質(zhì)釋放,環(huán)境友好。g-C3N4目前已被廣泛用作選擇性轉(zhuǎn)換有機(jī)官能團(tuán)、氧還原、可見光光催化分解水制氫的催化劑以及貴金屬（Au、Ag、Pd、 Pt等）催化劑的負(fù)載,其在能源和材料領(lǐng)域的地位日益突出。本文利用計(jì)算機(jī)模擬這一現(xiàn)代化手段,對(duì)g-C3N4的結(jié)構(gòu)、光學(xué)以及熱學(xué)等基本性質(zhì)作了系統(tǒng)的模擬,以從理論上挖掘其潛在應(yīng)用價(jià)值；借助復(fù)合摻雜、超聲波輻射剝層等手段對(duì)g-C3N4進(jìn)行了改性,有效地促進(jìn)了其在光催化以及熒光傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用；并成功地利用微波輻射法快速制備了g-C3N4.具體的研究工作包括以下四點(diǎn)：1.利用第一性原理計(jì)算方法系統(tǒng)地計(jì)算模擬了g-C3N4的基本性能,如三維晶胞結(jié)構(gòu),電子云分布,能帶結(jié)構(gòu),態(tài)密度,熱學(xué)性質(zhì)以及光學(xué)性質(zhì)等。計(jì)算結(jié)果表明,g-C3N4是直接帶隙半導(dǎo)體,帶隙寬度為2.7eV；熱穩(wěn)定性良好；N周邊的電子云密度明顯高于C周邊電子云密度；其在紫外光區(qū)... 

【文章來(lái)源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３空心棒狀ｇ－Ｃ３Ｎ４的透射電子顯微鏡圖［２７］??Ｆｉ．?１．３?Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏＴＥＭｉｍａｅ?ｏｆ－ＣｓＮ＊?ｈｏｌｌｏｗ?ｖｅｓｓｅｌｓＰ？］??

首次定量了?ｇ－Ｃ３Ｎ４對(duì)Ａｇ／ＡｇＣｌ標(biāo)準(zhǔn)電極的平帶電位為１．４２和１．２２Ｖ．近期，有??學(xué)者研宄發(fā)現(xiàn)，金屬基ｇ－Ｃ３Ｎ４復(fù)合材料的催化制氫活性較單純的ｇ－Ｃ３Ｎ４更高，??且以鏡基復(fù)合材料的催化制氫活性最高［６６］，其催化機(jī)理如圖１．６所示，其中??ＴＥＯＡ?（三乙醇胺）為助催化劑，Ａｃｒｉｆｌａｖｉｎｅ?（卩丫徒黃）為敏化劑，Ｍ為Ｎｉ或??Ｃｏ。??．ｒ??ＬＵＭＯ?１?＾?Ｉ?ｅ＂??２．５７?ｅＶ?！?＾ｔＭ＂（ＴＥ０Ａ）２］＾?．?ｆ??ＴＥＯＡ－＾－?２．６７?ｅＶ?／?＼?打?ｊ??ＨＯＭＣ＾—?Ｉ?［?Ｊ?打?ＴＥＯＡ??Ａｃｒｉｆｌａｖｉｎｅ?ｉ?ｊ??ｔＭ?丨（ＴＥ０Ａ）２］＋?Ｊ??Ｈ＋?１／２?Ｈａ??圖１．６金屬基ｇ－Ｃ３Ｎ４復(fù)合材料體系（［Ｍ（ＴＥＯＡ）２ｆ＋／ｇ－Ｃ３Ｎ４）的光催化制氧機(jī)理??Ｆｉｇ．?１．６?Ｐｒｏｐｏｓｅｄ?ｐａｔｈｗａｙ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?Ｈ２?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｂｙ?［Ｍ（ＴＥＯＡ）２］２＋／ｇ－Ｃ３Ｎ４??ｓｙｓｔｅｍｓ．［６６］??１．３．４其他相關(guān)領(lǐng)域??ｇ－Ｃ３Ｎ４材料不僅在以上幾個(gè)領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用研究

復(fù)合材料ＧＳ／ｇ－Ｃ３Ｎ４在環(huán)己焼的氧化反應(yīng)中的催化機(jī)理，并給出了具體的催化氧??化機(jī)理示意圖，如圖Ｌ７所示，該項(xiàng)研究對(duì)目前的工業(yè)以及精細(xì)化學(xué)意義重大。??與此同時(shí)，Ｗａｎｇ等［７１］研宄發(fā)現(xiàn)過(guò)渡金屬能有效提升ｇ－Ｃ３Ｎ４在碳氧化合物氧化??反應(yīng)中的催化活性。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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