本文關(guān)鍵詞：磷化鎳復(fù)合材料的制備、表征及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 磷化鎳 復(fù)合材料 水熱法 光催化 光生電荷分離

【摘要】：作為一類(lèi)具有特殊結(jié)構(gòu)的化合物,過(guò)渡金屬磷化物在電子學(xué),磁學(xué)、光學(xué)、陶瓷材料和催化學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。磷化鎳,作為過(guò)渡金屬磷化物重要的一員,在光學(xué)、電學(xué)和半導(dǎo)體等方面也表現(xiàn)出獨(dú)特的性能。它不但是很好的抗腐蝕、抗磨損、抗氧化和防水材料,而且在鋰離子電池電極材料和催化材料等方面也有著很可觀的用途,特別是作為加氫脫硫脫氮催化劑已經(jīng)成為了最前沿的研究熱點(diǎn)。近年來(lái),磷化鎳在光催化領(lǐng)域也逐漸展現(xiàn)出獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)。然而,由于其光生電子-空穴對(duì)的分離效率較低,顯著影響了其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用性能。因此,為了提高其分離效率,增強(qiáng)其表面吸附性能,將磷化鎳與其它材料進(jìn)行復(fù)合,制得性能更加優(yōu)異的復(fù)合材料成為科學(xué)研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。本論文采用水熱法、化學(xué)沉淀法等方法制備了一系列磷化鎳復(fù)合材料,研究了其形貌、物相和光催化降解性能,并同單體磷化鎳作對(duì)比,探討了其光催化降解機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)基于‘'Ostwald ripening”的機(jī)制,以氯化鎳(NiCl2·6H2O)和白磷(P4)作為反應(yīng)物,在異丙醇和乙二醇(EG)的混合溶劑中,通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)模板法成功地合成了Ni2P空心微球。X射線衍射(XRD)、X射線能譜儀(EDX)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)的表征結(jié)果顯示所制備的產(chǎn)物是六方相的具有空心結(jié)構(gòu)的Ni2P微球。光催化降解亞甲基藍(lán)水溶液的實(shí)驗(yàn)表明Ni2P微球具有較好的光催化降解能力,這主要?dú)w因于它較大的比表面積和其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。另一方面,作為鋰離子電池的負(fù)極材料,Ni2P空心微球具有高達(dá)660 mAh/g初始放電容量,并且在低電流充放電過(guò)程中具有非常好的循環(huán)穩(wěn)定性。(2)在較低的溫度下,以Ni2P微球?yàn)榍膀?qū)體,乙酸鋅和氫氧化鈉為原料成功制備出了核／殼結(jié)構(gòu)的Ni2P/ZnO復(fù)合材料。經(jīng)過(guò)FE-SEM表征發(fā)現(xiàn)ZnO納米粒子沉積在了Ni2P微球的表面上,有的甚至組裝形成了蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)。此外,同純的Ni2P和ZnO相比較,Ni2P/ZnO復(fù)合材料表現(xiàn)出了更強(qiáng)的光催化降解活性,這可能歸因于其比表面積的增加和光生電子-空穴對(duì)的有效分離。(3)通過(guò)簡(jiǎn)易的化學(xué)沉淀法合成出了Ni2P/ZnS和Ni2P/CdS復(fù)合材料。所獲得的產(chǎn)物用XRD、EDX和FE-SEM進(jìn)行了表征分析。最后通過(guò)降解亞甲基藍(lán)來(lái)測(cè)試兩者的光催化性能,并將其進(jìn)行了對(duì)比分析和探討。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ni2P/CdS具有比Ni2P/ZnS更好的光催化活性。(4)以Ni2P微球?yàn)榍膀?qū)體,用FeCl3·6H2O和CH3COONa·3H2O作為反應(yīng)物,通過(guò)水熱法在乙二醇溶劑中制備出了Ni2P/Fe3O4復(fù)合材料。對(duì)產(chǎn)物表征發(fā)現(xiàn)所制備的Ni2P/Fe3O4復(fù)合材料是由六方相的Ni2P微球和附著在Ni2P微球表面的立方相Fe304納米粒子構(gòu)成。該Ni2P/Fe3O4復(fù)合材料具有很好的光催化性能和易分離循環(huán)性能。
【關(guān)鍵詞】：磷化鎳 復(fù)合材料 水熱法 光催化 光生電荷分離
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB332;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 光催化技術(shù)11-19
• 1.2.1 光催化原理11-13
• 1.2.2 半導(dǎo)體光催化性能的改性13-16
• 1.2.3 光催化技術(shù)的應(yīng)用前景16-19
• 1.3 過(guò)渡金屬磷化物以及磷化鎳19-21
• 1.3.1 過(guò)渡金屬磷化物的制備19-20
• 1.3.2 過(guò)渡金屬磷化物的性質(zhì)及其應(yīng)用20-21
• 1.4 復(fù)合材料及其制備方法21-22
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容和意義22-24
• 2 無(wú)模板法合成磷化鎳空心微球及其光催化性能和電化學(xué)性能24-32
• 2.1 引言24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分25-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟25
• 2.2.3 產(chǎn)物表征25-26
• 2.2.4 光催化性能測(cè)試26
• 2.2.5 電化學(xué)性能測(cè)試26
• 2.3 結(jié)果與討論26-31
• 2.3.1 產(chǎn)物的物相分析26-27
• 2.3.2 產(chǎn)物的形貌分析27
• 2.3.3 氮?dú)饷摳轿綔y(cè)試27-28
• 2.3.4 Ni_2P空心球的形成機(jī)理28-29
• 2.3.5 Ni_2P空心球的光催化性能29-30
• 2.3.6 Ni_2P空心球的電化學(xué)性能30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 Ni_2P/ZnO復(fù)合材料的合成、表征及其光催化性能的研究32-41
• 3.1 引言32-33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-34
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑33
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟33
• 3.2.3 產(chǎn)物表征33-34
• 3.2.4 光催化性能測(cè)試34
• 3.3 結(jié)果與討論34-40
• 3.3.1 產(chǎn)物的物相分析34
• 3.3.2 產(chǎn)物的形貌分析34-35
• 3.3.3 乙酸鋅(ZAD)含量對(duì)產(chǎn)品形貌的影響35-37
• 3.3.4 Ni_2P/ZnO復(fù)合材料的形成機(jī)理37
• 3.3.5 Ni_2P/ZnO光催化性能測(cè)試37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 Ni_2P/ZnS和Ni_2P/CdS復(fù)合材料的合成、表征及其光催化性能研究41-48
• 4.1 引言41-42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分42-43
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑42
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟42
• 4.2.3 產(chǎn)物表征42
• 4.2.4 光催化性能測(cè)試42-43
• 4.3 結(jié)果與討論43-47
• 4.3.1 產(chǎn)物的物相分析43-44
• 4.3.2 產(chǎn)物的形貌分析44
• 4.3.3 Ni_2P/ZnS和Ni_2P/CdS復(fù)合材料的形成機(jī)理44-45
• 4.3.4 Ni_2P/ZnS和Ni_2P/CdS復(fù)合材料的紫外-可見(jiàn)吸收光譜圖45-46
• 4.3.5 Ni_2P/ZnS和Ni_2P/CdS復(fù)合材料的光催化性能測(cè)試46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 5 水熱法合成Ni_2P/Fe_3O_4復(fù)合材料及其光催化性能的研究48-56
• 5.1 引言48
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分48-50
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑48-49
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟49
• 5.2.3 產(chǎn)物表征49
• 5.2.4 光催化性能測(cè)試49-50
• 5.3 結(jié)果與討論50-55
• 5.3.1 產(chǎn)物的物相分析50-51
• 5.3.2 產(chǎn)物的形貌分析51-52
• 5.3.3 Ni_2P/Fe_3O_4復(fù)合材料的形成機(jī)理52-53
• 5.3.4 Ni_2P/Fe_3O_4復(fù)合材料的光催化性能53-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 6 結(jié)論、展望及創(chuàng)新點(diǎn)56-57
• 6.1 結(jié)論與展望56
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)56-57
• 致謝57-59
• 參考文獻(xiàn)59-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄75-76

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