本文選題：石墨相氮化碳　切入點：球磨法　出處：《東南大學》2017年碩士論文

【摘要】：能源資源緊缺成為當前人類面臨的巨大挑戰(zhàn)之一,為了緩解能源緊缺、環(huán)境污染等問題,人們不斷開發(fā)并有效利用清潔能源,這其中,太陽能作為一種可再生能源可被廣泛的利用。石墨相氮化碳材料,由于其主要組成元素C、N在地球上儲量極為豐富,并且不含有金屬元素而被廣泛的研究,并且其還具有適宜的能帶結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的化學穩(wěn)定性等優(yōu)點,因此這種新型的非金屬半導體材料在光催化以及光電轉(zhuǎn)換方面具有廣闊的應用前景。本論文主要通過物理球磨的改性方法著手,對傳統(tǒng)體相CN材料進行形貌改性,并優(yōu)化出較為適宜的改性條件,進而利用這種方法來制備出不同尺寸的CN材料,將其用于光電轉(zhuǎn)換方面的研究,同時比較研究了三種制備光電極的方法,意在探究CN材料成膜性、界晶效應及粘合劑的選擇對其光電化學性能的影響,從而制備出性能優(yōu)異的光電極,論文主要包括以下兩個部分:1.以雙氰胺為原料,高溫煅燒至550℃制備出體相CN,通過三種不同的球磨方法對體相CN進行形貌改性,并探究了球磨時間對CN材料的粒徑影響,實驗過程中采用掃描電鏡、X射線衍射、比表面積測試及其它光譜儀器等對改性前后的CN材料進行了表征和分析。發(fā)現(xiàn)利用加水濕法球磨3h的方法制備得到的CN具有優(yōu)良的光電化學性能,這種方法不僅簡單易操作,并且節(jié)能環(huán)保。2.采用加水濕法球磨3h的方法對體相CN進行形貌改性,再通過離心的方法對改性后的CN按其粒徑大小的差異進行分離,選用這三種不同尺寸的CN作為光電材料,采用三種制備光電極的方法,包括直接成膜、選用PEDOT-PSS或Nafion作為粘合劑成膜,深入探究CN材料的成膜性、負載量、以及粘合劑的選擇等因素對其光電化學性能的影響。利用PEDOT-PSS作為粘合劑成膜,尺寸最小的CN(0.5μm)作為電極材料,最佳負載量(2.4mg/cm2)時,其光電流大小與體相CN材料相比可提高近8倍。這項工作不僅能夠制備高質(zhì)量的光電極以促進CN材料在太陽能光伏和生物傳感領(lǐng)域被更好的應用,而且還在CN光電極的制備方面提供了一種具有普適性和簡便性的方法。
[Abstract]:The shortage of energy resources has become one of the great challenges facing humanity, in order to alleviate the energy shortage, environmental pollution and other issues, people constantly develop and make effective use of clean energy, the solar energy as a renewable energy can be used widely. The graphite carbon nitride materials, because of its main elements C, N on earth reserves is extremely rich, and does not contain metal elements were studied extensively, and it also has the advantages of suitable band structure and excellent chemical stability, so this new type of non metal semiconductor materials have wide application in photocatalysis and photoelectric conversion. This thesis is to proceed through the modified method of physical ball milling the traditional bulk materials, CN morphology was modified and optimized modification conditions are suitable, then use this method to prepare different sizes of CN materials, the For the study of photoelectric conversion, and three kinds of preparation methods of light electrode, a comparative study is to investigate the CN material film, crystal effect and influence circle adhesive on the selection of the photoelectrochemical properties, thus preparing the excellent photoelectric performance, this thesis mainly includes the following two parts: 1. dicyandiamide as raw material, calcination temperature to 550 DEG C prepared by bulk CN, through three different milling methods on the bulk CN morphology was modified, and explores the milling time on the grain size of the material of CN, by using scanning electron microscope in the experimental process, X ray diffraction, surface area measurement and other spectral the instrument was characterized and analyzed before and after modification of CN materials prepared by using the method of water. It was found that 3H CN made of wet milling with excellent Photoelectrochemical Performance, this method is not only simple and easy to operate, energy conservation and environmental protection of.2. by adding water wet milling The 3H method of CN phase morphology was modified by centrifugal method of the modified CN were separated according to the difference of the particle size, the selection of three different sizes of CN as photoelectric materials, using three kinds of preparation methods of light electrode, including direct film, choose PEDOT-PSS or Nafion as an adhesive film, film, a further study on CN material loading, and the influence of adhesive selection and other factors on the photoelectrochemical properties. As an adhesive film by PEDOT-PSS CN, the smallest size (0.5 m) as the electrode material, the best load (2.4mg/cm2), its current size and light the bulk CN material than can be increased nearly 8 times. This work not only to prepare high quality photoelectric pole to promote CN material is better applied in solar photovoltaic and biological sensing field, but also CN photoelectrode provides a kind of universal And the method of simplicity.

【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O635.2

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本文編號：1667785