【摘要】：21世紀(jì)以來,隨著人類科技文明的不斷進(jìn)步,伴隨著的各種環(huán)境污染、能源稀缺問題不斷加劇。治理各種污染,尋找新能源以緩解地球的壓力迫在眉睫。光催化技術(shù)以其成本價格低,對環(huán)境污染小等各種優(yōu)點(diǎn)成為目前解決環(huán)境問題和能源危機(jī)的炙手可熱的研究項(xiàng)目。在未來,通過光催化作用分解水制氫來提供可再生能源和清潔氫能源具有巨大的潛力。到目前為止,已經(jīng)有超過一百種材料被證明是具有光催化活性的。這些半導(dǎo)體材料光催化劑中,雖然具有價格成本低廉,催化活性好等特點(diǎn),可是大部分金屬摻雜的半導(dǎo)體材料。這些半導(dǎo)體材料不僅會因?yàn)榇罅可a(chǎn)而增加經(jīng)濟(jì)成本,還會加劇金屬離子污染。相比較而言,碳基半導(dǎo)體材料因?yàn)槠浠瘜W(xué)穩(wěn)定性高和豐富的儲量將會成為更好的選擇。近年來,聚酰亞胺(PI)被報(bào)道出來可用于在可見光照射下光催化還原水制氫。聚酰亞胺是酰亞胺單體的聚合物,是一種在工業(yè)應(yīng)用上而且具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,已被廣泛地應(yīng)用在電子電氣工業(yè),分離工程和航空航天等科學(xué)領(lǐng)域。目前,在聚酰亞胺的合成過程中通常需要很多繁瑣的過程或者至少在高溫條件下反應(yīng)幾個小時。在本論文中,我們通過微波輔助的方法簡便快速的合成了聚酰亞胺,又通過一步煅燒法合成無機(jī)-有機(jī)復(fù)合光催化材料氧化鋅-聚酰亞胺并研究了它們的光催化性能。本論文主要內(nèi)容有如下兩點(diǎn)：1.使用微波輔助快速的加熱合成方法,在幾分鐘內(nèi)合成聚酰亞胺。該合成方法和傳統(tǒng)的加熱合成過程相比,有如下明顯優(yōu)點(diǎn)：首先,該反應(yīng)可以在10分鐘內(nèi)完成,節(jié)約時間和能源。第二,避免了繁瑣的洗滌過程和有毒的有機(jī)試劑的使用。因此該方法是節(jié)能、快速、環(huán)保的一種綠色材料制備方法。利用粉末X射線衍射(XRD),紅外光譜(FT-IR),N2吸附／脫附,掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對所制備的聚酰亞胺的基本物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了充分表征。更重要的是,通過本合成方法制備的聚酰亞胺和傳統(tǒng)加熱合成的樣品相比,表現(xiàn)出更好的可見光光催化制氫性能。這種創(chuàng)新的方法提供了一個合成聚酰亞胺有關(guān)的產(chǎn)品新路線,并且可以延伸到構(gòu)造基于聚酰亞胺和其它半導(dǎo)體改性聚酰亞胺的混合材料。2.設(shè)計(jì)合成無機(jī)-有機(jī)雜化的氧化鋅-聚酰亞胺核殼結(jié)構(gòu)光催化劑。此種復(fù)合材料可通過一步煅燒法工藝制造。所獲得的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和形貌可以用粉末X射線衍射(XRD),紫外光譜(DRS),掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)來進(jìn)行表征所得的復(fù)合物具有良好的光催化性能。在可見光照射下,顯示了對亞甲基藍(lán)(MB)水溶液更好的光催化降解活性。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,光催化降解性能最好的氧化鋅-聚酰亞胺復(fù)合光催化劑(氧化鋅重量為31%)的脫色速率是純凈的聚酰亞胺的1.2倍。光催化機(jī)理表明,空穴的直接氧化是MB降解的主要反應(yīng)途徑。因?yàn)檠趸\和聚酰亞胺之間的有效界面的電荷轉(zhuǎn)移,從而抑制光激發(fā)電子-空穴對的復(fù)合,提高了MB脫色性能,從而提高了光催化效率。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ116.2;O643.36

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本文編號：2447431