光催化是解決目前人類所面臨環(huán)境和能源問題的一個重要手段。傳統(tǒng)的光催化技術(shù)研究主要集中在紫外光催化上,而紫外光只占太陽光譜能量的5%,發(fā)展可見光催化技術(shù)是解決太陽光能量利用率問題的關鍵。石墨相氮化碳（Graphitic Carbon Nitride,g-C3N4）因其制備簡單、原料儲量豐富、性質(zhì)穩(wěn)定、綠色環(huán)保等優(yōu)點引起了廣泛的關注。但是g-C3N4載流子遷移率低,光生電子空穴對復合率高,光吸收閾值小等缺點限制了它的應用。如何有效提高g-C3N4的可見光催化活性是目前亟待解決的問題。本文通過對g-C3N4的能帶結(jié)構(gòu)進行調(diào)控,使其滿足不同可見光催化反應,主要制備了三種石墨相氮化碳基可見光催化劑:氧摻雜多孔石墨相氮化碳（Oxygen Doped Porous Graphitic Carbon Nitride,OA-g-C3N4）、黑磷納米片改性的石墨相氮化碳納米片（Black Phosphorus Nanosheets Decorated Graphitic Carbon Nitride,BPCNS）以及具有三嗪和七嗪結(jié)構(gòu)的石墨相氮化碳（Triazine/Heptazine Graphitic... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

(a)三嗓(b)七嗓基本結(jié)構(gòu)和(c)氮化碳goal

博士學位論文??２．８．２化學結(jié)構(gòu)分析??圖２．３是催化劑的ＸＲＤ譜圖。如圖所示，ｇ－Ｃ３Ｎ４在２０為１３．１°和２７．４°處出現(xiàn)了??兩個特征衍射峰，分別為ｇ－Ｃ３Ｎ４的（１００）和（００２）晶面，與文獻中的報道相符合，??說明制備出來的催化劑確實為ｇ－Ｃ３Ｎ４［１９１］。在ｘ°／。ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４系列催化劑的譜圖中可??以觀察到它們的特征衍射峰峰強明顯減弱，該現(xiàn)象說明ｇ－Ｃ３Ｎ４的基本結(jié)構(gòu)遭到破壞，??由此可以推斷出０成功摻雜進ｇ－Ｃ３Ｎ４七嗪單元的骨架中［１５６］。此外ｘ％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４在??２７．４°處的特征衍射峰向小角度位移，這表明ｘ％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４層間距變大［１９２］，這和ＴＥＭ??分析結(jié)果相吻合。??ｒ－：ｍ?Ａ??色?Ｊ?￣ｌ２４?…?ｇ－ｃ＾４??ｔ?一３．５％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??Ｉ???－Ｔ?Ａ?Ｎ??１０％?ＯＡ－ｇ－Ｃ＾Ｎ４??－＾２０％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４???４０〇／ｏ?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４?????５０％?ＯＡ－ｇ－ＣｉｌＳ、??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０??２０?（ｄｅｇｒｅｅ）??圖２．３?ｇ－Ｃ３Ｎ４和ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４催化劑的ＸＲＤ譜圖??Ｆｉｇ?２．３?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ｇ－Ｃ３Ｎ４?ａｎｄ?ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??ＸＰＳ利用外加能量激發(fā)催化劑使得催化劑中元素的內(nèi)層電子發(fā)生離散，通過測??試離散電子的能量來確定物質(zhì)的組成信息，是用來研宄催化劑化學結(jié)構(gòu)和電子分布的??重要手段。從圖２．４?（ａ）可以觀察到ｇ－Ｃ３Ｎ４和４０％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４出現(xiàn)了?Ｃ、Ｎ、０信號??峰

Ｆｉｇ?２．７?Ｔｈｅ?ＥＰＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｇ－Ｃ３Ｎ４?ａｎｄ?４０％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??所以綜上表征結(jié)果，可以確定ｘ％ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４基本結(jié)構(gòu)單元：部分七嗪環(huán)結(jié)構(gòu)中??ｓｐ２Ｎ被０原子所替代，如圖２．８所示。??？?〇??圖２．８?Ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４的基本結(jié)構(gòu)單元??Ｆｉｇ?２．８?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｉｔ?ｏｆ?ｘ％?ＯＡ－ｇ－Ｃ３Ｎ４??３０??


本文編號：3361419