近年來,由于經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展使得環(huán)境污染和化石燃料資源短缺問題日趨嚴(yán)重,因而尋找能夠高效治理環(huán)境的方法和開發(fā)新的環(huán)保儲能裝置已成為國內(nèi)外研究的熱點。由于光降解和吸附分離技術(shù)具有簡單,投資少,循環(huán)周期短等特點,在污水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。由于超高功率密度,充電時間短,循環(huán)壽命長,溫度特性好,操作安全性好等優(yōu)點,超級電容器正在成為能替代傳統(tǒng)化學(xué)電池的關(guān)鍵器件。(1)在本論文中,通過水熱合成方法制備了花狀Cu_2MoS_4/g-C_3N_4復(fù)合材料。在該方法中,水熱方法使Cu_2MoS_4納米片排列成三維花狀結(jié)構(gòu),并附著于g-C_3N_4納米片上。使用X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、能量色散光譜(EDS)等測試手段對納米材料的成分和形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。利用其對羅丹明B的吸附反應(yīng)評價本復(fù)合材料的吸附性能,利用紫外-可見分光光度計測量計算吸附劑的吸附量。吸附平衡之后,通過離心分離出吸附劑,利用乙醇溶液進(jìn)行解吸附以實現(xiàn)吸附劑的循環(huán)利用。(2)我們還采用簡單水熱法合成了CoS_2/g-C_3N_4復(fù)合材料。CoS_2與g-C_3N_4的協(xié)同作用使得CoS_2/g-C_3N_4復(fù)合材料的催化性能得到明顯提升。使用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS、熱重(TGA)分析、紅外光譜分析(FT-IR)等分析手段對納米材料的組成成分和結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行了表征。利用傳統(tǒng)的三電極電解池系統(tǒng)在1 M KOH電解質(zhì)中測量CoS_2/g-C_3N_4電極材料的電化學(xué)性質(zhì)。我們在電化學(xué)工作站上測量該電極材料的循環(huán)伏安圖(CV)、恒電流充電/放電(GCD)、循環(huán)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)。(3)而且,我們還對傳統(tǒng)制備的g-C_3N_4進(jìn)行了液相剝離,將團(tuán)聚的塊狀g-C_3N_4剝離成納米片。利用XRD、SEM、TEM、N_2吸附和解吸等溫線、XPS、FT-IR、紫外可見漫反射(UV-vis)等測試手段對剝離后的g-C_3N_4的形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。我們還利用其對羅丹明B的光催化降解反應(yīng)來評價該復(fù)合材料的催化性能,利用紫外-可見分光光度計測量計算降解過程中污染物的含量。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36;O647.3
【部分圖文】：

第 1 章 緒論以三嗪環(huán)（C3N3環(huán)）為結(jié)構(gòu)單元組成；另一種存在形式是 g-C3N4以 3-s-三嗪環(huán)（C6N7環(huán)）為結(jié)構(gòu)單元組成。Kroke 等人在密度泛函理論（DFT）的基礎(chǔ)上對這兩種不同的單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論計算，結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)單元為 3-s-三嗪環(huán)（C6N7環(huán)）的 g-C3N4穩(wěn)定性更好。因此，科學(xué)界一致認(rèn)可了 g-C3N4的基本結(jié)構(gòu)單元為 3-s-三嗪環(huán)（C6N7環(huán)）這一理論。

第 2 章 三維花狀 Cu2MoS4/g-C3N4復(fù)合材料的合成及其對羅丹明 B 的吸附Cu2MoS4-3/g-C3N4復(fù)合物的表面形態(tài)。如圖 2-3 所示，純 g-C3N4（圖 2-3a）是以納米片的形式存在，圖 2-3b 中觀察到的純 Cu2MoS4是由多層片層堆疊成的厚塊。然而，當(dāng)引入一定量的 g-C3N4時，得到的 Cu2MoS4/g-C3N4復(fù)合材料中的 Cu2MoS4顯示出三維花狀結(jié)構(gòu)（如圖 2-3c 和 d 所示）。花狀結(jié)構(gòu)主要由 Cu2MoS4納米片構(gòu)成，它們彼此連接并具有 300-500 nm 的直徑。這種花狀形態(tài)可能是由于 g-C3N4誘導(dǎo) Cu2MoS4納米片的自組裝形成的。

圖 2-4 花狀 Cu2MoS4-3/g-C3N4復(fù)合材料（a）和純 Cu2MoS4（b）的 TEM 圖以及花狀Cu2MoS4-3/g-C3N4復(fù)合材料的 EDS 圖（c）Fig.2-4 TEM images of flower-like Cu2MoS4-3/g-C3N4composite (a), pure Cu2MoS4(b), andEDS image of flower-like Cu2MoS4-3/g-C3N4composite (c)采用 N2吸附-脫附等溫線分析法測定了 g-C3N4、花狀 Cu2MoS4-3/g-C3N4復(fù)材料和Cu2MoS4的N2吸附-解吸等溫線。并根據(jù)Brunauer-Emmett-Teller（BET）法計算所有制備材料的比表面積。如圖2-5所示，所有的復(fù)合材料都比純g-C3N4 Cu2MoS4表現(xiàn)出更高的 N2吸附量。花狀 Cu2MoS4-2/g-C3N4、Cu2MoS4-3/g-C3N4 Cu2MoS4-4/g-C3N4復(fù)合材料、純 g-C3N4和 Cu2MoS4的比表面積分別為 9.42、0.12、15.90、9.22 和 7.8 m2·g-1。顯然，花狀 Cu2MoS4-3/g-C3N4復(fù)合材料的比表積最大，這可能是由于其呈現(xiàn)出較好的花狀結(jié)構(gòu)。吸附材料的比表面積越高就有利于 RhB 分子在其進(jìn)行吸附。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;20秒充滿一輛電動汽車:碳納米管超級電容器年底量產(chǎn)[J];新能源經(jīng)貿(mào)觀察;2019年04期

2 ;中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院石墨烯基超級電容器研制成功[J];中國建材資訊;2017年04期

3 擺玉龍;;超級電容器電極材料的研究進(jìn)展[J];新疆化工;2011年03期

4 林曠野;劉文;陳雪峰;;超級電容器隔膜及其研究進(jìn)展[J];中國造紙;2018年12期

5 程錦;;超級電容器及其電極材料研究進(jìn)展[J];電池工業(yè);2018年05期

6 曾進(jìn)輝;段斌;劉秋宏;蔡希晨;吳費祥;趙盼瑤;;超級電容器參數(shù)測試與特性研究[J];電子產(chǎn)品世界;2018年12期

7 劉永坤;姚菊明;盧秋玲;黃錚;江國華;;碳纖維基柔性超級電容器電極材料的應(yīng)用進(jìn)展[J];儲能科學(xué)與技術(shù);2019年01期

8 季辰辰;米紅宇;楊生春;;超級電容器在器件設(shè)計以及材料合成的研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報;2019年01期

9 余凡;熊芯;李艾華;胡思前;朱天容;劉蕓;;金屬-有機(jī)框架作為超級電容器電極材料研究的綜合性實驗設(shè)計[J];化學(xué)教育(中英文);2019年02期

10 王蕾;;伊朗讓紙變成“超級電容器” 可快速充放電[J];新能源經(jīng)貿(mào)觀察;2018年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 錢歐;碳基高功率超級電容器的電極材料設(shè)計及電化學(xué)性能[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

2 高鑫;石墨烯基超級電容器電極材料的制備及電化學(xué)性能[D];哈爾濱理工大學(xué);2019年

3 徐盼盼;過渡金屬氧族化合物的制備及超級電容器性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2019年

4 王廣寧;多酸基配位聚合物超級電容器電極材料的制備及性能研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

5 馬麗娜;細(xì)菌纖維素基柔性超級電容器電極的制備與性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

6 歐陽田;碳材料的鹽輔助制備及其超級電容性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2018年

7 許峰;溶膠法制備新型三維碳材料及其超級電容器性能調(diào)控研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所);2018年

8 王志奎;基于聚乙烯醇的自修復(fù)超級電容器結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

9 李灣灣;高強(qiáng)度聚苯胺導(dǎo)電水凝膠的設(shè)計及其在柔性超級電容器中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

10 董留兵;3D碳網(wǎng)絡(luò)/高載量活性物質(zhì)復(fù)合柔性電極及其超電容性能[D];清華大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張洪浩;基于錳、鎢氧化物材料的超級電容器的研究[D];天津理工大學(xué);2019年

2 黎婷;碳化MOF/MgCl_2雜化產(chǎn)物的制備及應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2019年

3 張紫瑞;多孔生物質(zhì)炭的設(shè)計合成、結(jié)構(gòu)分析及其在新型儲能器件中的應(yīng)用[D];鄭州大學(xué);2019年

4 劉媚;多級孔碳基材料的構(gòu)筑及其雙電層電容性能研究[D];武漢工程大學(xué);2018年

5 李成龍;生物質(zhì)碳復(fù)合材料在超級電容器中的應(yīng)用[D];武漢工程大學(xué);2018年

6 付晶;聚丙烯腈基復(fù)合碳納米纖維膜的制備及其在超級電容器中的應(yīng)用[D];武漢工程大學(xué);2018年

7 朱珍妮;金屬化合物基超級電容器電極材料的制備和研究[D];武漢工程大學(xué);2018年

8 南吉星;生物質(zhì)碳基復(fù)合材料的制備及其超級電容器性能研究[D];鄭州大學(xué);2019年

9 余劍輝;金屬織物基柔性超級電容器的制備及其性能研究[D];廈門大學(xué);2017年

10 吳俊凱;金屬硫化物電極材料的制備與超電性能研究[D];安徽工程大學(xué);2019年

本文編號：2858227