有機(jī)聚合物半導(dǎo)體石墨相氮化碳（g-C₃N₄）因其擁有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)而被廣泛的研究,且它具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性從而被認(rèn)為是很有潛力的光催化劑在一些光催化氧化還原反應(yīng)中,如分解水制氫、污染物降解、有機(jī)物合成等。然而一些自身缺點(diǎn)限制了它的實(shí)際應(yīng)用,如帶隙較大,較小的比表面積,低的可見(jiàn)光響應(yīng)度,光生電子空穴的快速?gòu)?fù)合等。因此改善g-C₃N₄的光催化效率非常重要。（1）本論文通過(guò)熱縮聚的方法制備了g-C₃N₄,并通過(guò)改變?nèi)矍杷岬牧縼?lái)優(yōu)化樣品的光催化效率。采用X衍射儀、紫外可見(jiàn)光吸收光譜、傅立葉紅外光譜,X射線(xiàn)光電子能譜來(lái)表征樣品的結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)等。結(jié)果表明了制備的樣品1:2-g-C₃N₄,其光吸收邊發(fā)生紅移程度最大,可見(jiàn)光響應(yīng)程度變大,光生電子-空穴對(duì)復(fù)合較低,在可見(jiàn)光下降解RhB的效果提高了4.5倍,光解水制氫的效率提高了2.2倍。（2）通過(guò)摻雜去修飾材料的電子性質(zhì)是一個(gè)很好的方式... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化反應(yīng)基本原理
    1.3 g-C_3N_4光催化行為
    1.4 g-C_3N_4光催化劑研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
        1.4.1 g-C_3N_4光催化劑的理論研究
        1.4.2 g-C_3N_4光催化劑實(shí)驗(yàn)研究
    1.5 g-C_3N_4的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.5.1 g-C_3N_4的結(jié)構(gòu)
        1.5.2 g-C_3N_4的性質(zhì)
    1.6 g-C_3N_4的在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.6.1 光催化降解污染物
        1.6.2 光催化分解水制氫
        1.6.3光催化還原CO_2
        1.6.4 有機(jī)物催化轉(zhuǎn)化
    1.7 改善g-C_3N_4的光催化活性
        1.7.1 金屬與非金屬元素?fù)诫s
        1.7.2 貴重金屬沉積
        1.7.3 形貌控制
        1.7.4 半導(dǎo)體復(fù)合
        1.7.5 表面敏化
    1.8 本論文研究的主要內(nèi)容
        1.8.1 研究?jī)?nèi)容
        1.8.2 各章內(nèi)容簡(jiǎn)介
2 第一性原理計(jì)算理論基礎(chǔ)與方法
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 Thomas-Fermi模型
        2.1.2 Born-Oppenheimer近似與Hartree-Fock近似
        2.1.3 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.4 Kohn-Sham方程
        2.1.5 交換關(guān)聯(lián)泛函
    2.2 計(jì)算軟件
        2.2.1 CASTEP模塊
        2.2.2 DMol3軟件
3 熱縮聚法制備g-C_3N_4光催化劑及其光催化活性
    3.1 引言
    3.2 化學(xué)試劑
    3.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    3.4 熱縮聚制備g-C_3N_4合成方法
    3.5 表征方法
        3.5.1 X射線(xiàn)衍射(XRD)
        3.5.2 紫外可見(jiàn)光吸收光譜(UV-vis)
        3.5.3 傅立葉紅外光譜(FT-IR)
        3.5.4 X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)
        3.5.5 電化學(xué)阻抗測(cè)試
        3.5.6 光催化降解羅丹明實(shí)驗(yàn)
        3.5.7 光催化分解水制氫實(shí)驗(yàn)
    3.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.6.1 XRD結(jié)果與分析
        3.6.2 FT-IR結(jié)果與分析
        3.6.3 UV-vis結(jié)果與分析
        3.6.4 X射線(xiàn)光電子能譜分析
        3.6.5 電化學(xué)阻抗測(cè)試分析
        3.6.6 光催化降解RhB
        3.6.7 光催化分解水制氫
    3.7 本章小結(jié)
4 第一性原理研究非金屬摻雜劑對(duì)單層g-C_3N_4電子、光學(xué)和化學(xué)性質(zhì)的影響
    4.1 前言
    4.2 計(jì)算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 晶體結(jié)構(gòu)與熱力學(xué)性質(zhì)
        4.3.2 能帶結(jié)構(gòu)與分波態(tài)密度
        4.3.3 光學(xué)性質(zhì)與催化活性
    4.4 本章小結(jié)
5 第一性原理研究非金屬溶質(zhì)離子吸附單層g-C_3N_4對(duì)其電子結(jié)構(gòu)和氧化還原能力的影響
    5.1 前言
    5.2 計(jì)算方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 結(jié)構(gòu)與熱力學(xué)性質(zhì)
        5.3.2 電子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        5.3.3 光學(xué)和光催化性質(zhì)
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3175256