隨著世界對綠色可持續(xù)能源需求的日益迫切,獲取氫能特別是以光解水獲取氫能成為了人們最關(guān)注的重點(diǎn)研究方向之一,其核心是尋求光催化材料的突破。其中,廉價過渡金屬或這些金屬氧化態(tài)材料是研究熱點(diǎn)之一,相對于常規(guī)納米顆粒型催化劑,考慮到其有限的受光面及顆粒不連續(xù)性導(dǎo)致的電荷傳遞斷面造成的不利影響,本論文擬設(shè)計制備納米片型鎳基催化劑進(jìn)行光催化產(chǎn)氫性能研究,具體結(jié)果如下:(1)以氧化還原合成法嘗試進(jìn)行了目標(biāo)樣品的制備,通過粉末X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線光電子能譜(XPS)等表征,驗證所合成樣品為Ni(OH)2納米片材料,在90 ml水,10 ml三乙醇胺,20 mg曙紅,20 mg催化劑,常溫常壓可見光照射條件下可實現(xiàn)1.8 mmol g-1h-1的產(chǎn)氫量,在與產(chǎn)氫相同的條件下再加入300 μL硝基苯,可利用光催化原位產(chǎn)出的氫將硝基苯還原,轉(zhuǎn)化率可達(dá)98%;而將其焙燒為NiO-Ni(OH)2復(fù)合納米材料后,產(chǎn)氫量有所提高,通過阻抗(EIS)分析表明,Ni(OH)2納米片材料相對于復(fù)合材料的界面電荷傳遞阻抗較高,由此表明進(jìn)一步降低界面阻抗是提高鎳基納米片材料電催化性能的關(guān)鍵方...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 光催化應(yīng)用的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 分解水制氫
        1.2.2 降解污染物
        1.2.3 還原二氧化碳
        1.2.4 合成有機(jī)物
    1.3 光催化基本原理及影響光催化性質(zhì)的主要因素
        1.3.1 光催化基本原理
        1.3.2 影響光催化性質(zhì)的主要因素
    1.4 提高光催化劑性能的改性方法
        1.4.1 形貌調(diào)控
        1.4.2 離子摻雜
        1.4.3 半導(dǎo)體復(fù)合
        1.4.4 貴金屬沉積
    1.5 光催化劑的種類
        1.5.1 二氧化鈦
        1.5.2 硫化鎘
        1.5.3 鈦酸鹽
        1.5.4 鈮酸鹽
        1.5.5 鉭酸鹽
        1.5.6 三元硫族化合物Mln_xSy

        1.5.7 2D新型光催化劑
    1.6 助催化劑的研究進(jìn)展
        1.6.1 過渡金屬助催化劑
    1.7 石墨烯光催化研究進(jìn)展
    1.8 本文的研究思路及內(nèi)容
第2章 Ni(OH)₂納米片及衍生NiO催化劑的制備及其光催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑及儀器
    2.3 實驗部分
        2.3.1 催化劑的制備
        2.3.2 樣品的表征
    2.4 樣品的表征結(jié)果
        2.4.1 樣品的XRD表征
        2.4.2 樣品的TEM表征
        2.4.3 樣品的XPS表征
        2.4.4 Ni(OH)₂的BET表征
    2.5 Ni(OH)₂的光催化產(chǎn)氫性能
        2.5.1 Ni(OH)₂的產(chǎn)氫性能
        2.5.2 光催化過程中曙紅和三乙醇胺的變化
    2.6 光催化硝基苯還原反應(yīng)
        2.6.1 引言
        2.6.2 硝基苯還原性能測試
    2.7 Ni(OH)₂及焙燒衍生物的表征
        2.7.1 Ni(OH)₂及焙燒衍生物的熱重與XRD表征
        2.7.2 Ni(OH)₂和NiO的TEM表征
        2.7.3 Ni(OH)₂和NiO的EIS表征
    2.8 Ni(OH)₂及NiO的產(chǎn)氫與硝基苯還原活性測試
    2.9 本章小節(jié)
第3章 鎳基-氧化石墨烯復(fù)合納米材料的制備及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 樣品的制備
    3.3 樣品的表征
        3.3.1 樣品的XRD表征
        3.3.2 樣品的ICP表征
        3.3.3 樣品的TEM表征
        3.3.4 鎳基-氧化石墨烯的XPS表征
    3.4 光催化產(chǎn)氫性能測試
        3.4.1 光催化產(chǎn)氫性能測試
        3.4.2 光催化產(chǎn)氫對照實驗
        3.4.3 光催化產(chǎn)氫循環(huán)實驗
    3.5 光催化硝基苯還原性能測試
        3.5.1 硝基苯還原性能測試
        3.5.2 硝基苯還原空白實驗
        3.5.3 硝基苯還原循環(huán)實驗
    3.6 小結(jié)
第4章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間研究成果



本文編號：3805512

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