【摘要】：21世紀(jì)以來(lái),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(wèn)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(jià)格低,對(duì)環(huán)境污染小等各種優(yōu)點(diǎn)成為目前解決環(huán)境問(wèn)題和能源危機(jī)的炙手可熱的研究項(xiàng)目。在未來(lái),通過(guò)光催化作用分解水制氫來(lái)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(guò)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(jià)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(huì)因?yàn)榇罅可a(chǎn)而增加經(jīng)濟(jì)成本,還會(huì)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(chǔ)量將會(huì)成為更好的選擇。近年來(lái),聚酰亞胺(PI)被報(bào)道出來(lái)可用于在可見(jiàn)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(guò)程中通常需要很多繁瑣的過(guò)程或者至少在高溫條件下反應(yīng)幾個(gè)小時(shí)。在本論文中,我們通過(guò)微波輔助的方法簡(jiǎn)便快速的合成了聚酰亞胺,又通過(guò)一步煅燒法合成無(wú)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(guò)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(shí)間和能源。第二,避免了繁瑣的洗滌過(guò)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(duì)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(guò)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(jiàn)光光催化制氫性能。這種創(chuàng)新的方法提供了一個(gè)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(wú)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(guò)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(lái)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(jiàn)光照射下,顯示了對(duì)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(duì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ116.2;O643.36

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