發(fā)布時(shí)間：2021-12-17 18:15

　　隨著人類社會(huì)的高速發(fā)展,化石能源的過(guò)度消耗已經(jīng)產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,尋找并生產(chǎn)可替代的可再生能源已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急。光催化分解水制氫能夠?qū)⑻?yáng)能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,已經(jīng)成為了能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。光催化技術(shù)的關(guān)鍵在于光催化劑,高效的光催化劑應(yīng)具有較窄的禁帶寬度和適合的能帶結(jié)構(gòu),以滿足光催化分解水的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)要求。單一的光催化劑具有較高的光生電子-空穴復(fù)合率,從而影響了光催化反應(yīng)的效率。采用助催化劑能夠有效的促進(jìn)光生電子和空穴的分離,開發(fā)高效廉價(jià)的非貴金屬助催化劑是加快光催化劑大規(guī)模應(yīng)用的有效策略之一。二維過(guò)渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物(MXene)具有良好的導(dǎo)電性、親水性以及適合的氫吸附自由能等特點(diǎn),可作為光催化劑的助催化劑。本文采用CO2一步氧化法或靜電自組裝法制備了 Nb2O5/C/Nb2C、Ti3C2/TiO2和2D/2D Ti3C2/g-C3N4復(fù)合光催化劑,并研究其光催化分解水制氫的性能。首先,本文通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間,以Nb2C(MXene)為研究對(duì)象,采用C02一步氧化法制備了具有不同Nb2O5/Nb2C比例的Nb2O5/C/Nb2C復(fù)合光催化劑,并將其用于光催化分解水制氫...

【文章來(lái)源】： 廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：123 頁(yè)

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 前言
    1.2 半導(dǎo)體光催化劑光催化分解水的基本原理
    1.3 光催化分解水制氫催化劑
        1.3.1 金屬氧化物光催化劑
        1.3.2 金屬硫化物光催化劑
        1.3.3 非金屬光催化劑
    1.4 提高光催化劑性能的方法
        1.4.1 雜原子摻雜
        1.4.2 晶面與形貌調(diào)控
        1.4.3 助催化劑的作用
        1.4.4 異質(zhì)結(jié)在光催化反應(yīng)中的作用
    1.5 MXene在光催化領(lǐng)域中應(yīng)用的研究進(jìn)展
    1.6 選題的依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
第二章 Nb₂O₅/C/Nb₂C復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 Nb₂CT_x的制備
        2.2.2 Nb₂O₅/C/Nb₂C的制備
        2.2.3 Nb₂O₅/Nb₂C比例的分析
        2.2.4 光催化反應(yīng)評(píng)價(jià)
        2.2.5 光電化學(xué)性能評(píng)價(jià)
        2.2.6 表觀量子效率的計(jì)算方法
        2.2.7 催化劑表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 Nb₂C的組成和結(jié)構(gòu)
        2.3.2 Nb₂O₅/C/Nb₂C的組成和結(jié)構(gòu)
        2.3.3 Nb₂O₅/C/Nb₂C的比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        2.3.4 N₂O₅/C/Nb₂C的形貌分析
        2.3.5 N₂O₅/C/Nb₂C的光吸收性能和熒光光譜分析
        2.3.6 N₂O₅/C/Nb₂C的X射線光電子能譜分析
        2.3.7 N₂O₅/C/Nb₂C的電荷轉(zhuǎn)移與分離
        2.3.8 N₂O₅/C/Nb₂C的光催化分解水制氫性能
        2.3.9 N₂O₅/C/Nb₂C的光催化反應(yīng)穩(wěn)定性測(cè)試
        2.3.10 N₂O₅/C/Nb₂C光催化分解水制氫的機(jī)理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 Ti₃C_/TiO₂復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 單層和多層Ti₃C₂的制備
        3.2.2 Ti₃C₂/TiO₂的制備
        3.2.3 光催化反應(yīng)評(píng)價(jià)
        3.2.4 光電化學(xué)性能評(píng)價(jià)
        3.2.5 催化劑表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 單層和多層Ti₃C₂的組成和結(jié)構(gòu)
        3.3.2 單層和多層Ti₃C₂的的形貌分析
        3.3.3 Ti₃C₂/TiO₂的組成和結(jié)構(gòu)
        3.3.4 Ti₃C₂/TiO₂的形貌分析
        3.3.5 Ti₃C₂/TiO₂的比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        3.3.6 Ti₃C₂/TiO₂的X射線光電子能譜分析
        3.3.7 Ti₃C₂/TiO₂的光吸收性能
        3.3.8 Ti₃C₂/TiO₂的熒光光譜分析
        3.3.9 Ti₃C₂/TiO₂的電荷轉(zhuǎn)移與分離
        3.3.10 Ti₃C₂/TiO₂的光催化分解水產(chǎn)氫性能
        3.3.11 Ti₃C₂/TiO₂的光催化反應(yīng)穩(wěn)定性測(cè)試
        3.3.12 Ti₃C₂/TiO₂光催化分解水制氫的機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
第四章 2D/2D Ti₃C₂/g-C₃N₄復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 g-C₃N₄的制備
        4.2.2 Ti₃C₂/g-C₃N₄的制備
        4.2.3 光催化反應(yīng)評(píng)價(jià)
        4.2.4 光電化學(xué)性能評(píng)價(jià)
        4.2.5 催化劑表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 g-C₃N₄的形貌分析
        4.3.2 單層Ti₃C₂的原子力顯微鏡分析及厚度統(tǒng)計(jì)
        4.3.3 Ti₃C₂/g-C₃N₄的組成和結(jié)構(gòu)
        4.3.4 Ti₃C₂/g-C₃N₄的形貌分析
        4.3.5 Ti₃C₂/g-C₃N₄的比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        4.3.6 Ti₃C₂/g-C₃N₄的X射線光電子能譜分析
        4.3.7 Ti₃C₂/g-C₃N₄的光吸收性能
        4.3.8 Ti₃C₂/g-C₃N₄的熒光光譜分析
        4.3.9 Ti₃C₂/g-C₃N₄的電荷轉(zhuǎn)移與分離
        4.3.10 Ti₃C₂/g-C₃N₄的光催化分解水制氫性能
        4.3.11 Ti₃C₂/g-C₃N₄的光催化反應(yīng)穩(wěn)定性測(cè)試
        4.3.12 Ti₃C₂/g-C₃N₄光催化分解水制氫的機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的獲獎(jiǎng)情況以及公開發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二氧化鈦基Z型光催化劑綜述(英文) [J]. 戚克振,程蓓,余家國(guó),Wingkei Ho.  催化學(xué)報(bào). 2017(12)
[2]堿金屬摻雜的石墨相氮化碳在可見光光催化制氫中的比較研究(英文) [J]. 江靜,曹少文,胡成龍,陳春華.  催化學(xué)報(bào). 2017(12)
[3]g-C3N4/BiVO4復(fù)合催化劑的制備及應(yīng)用于光催化還原CO2的性能 [J]. 黃艷,傅敏,賀濤.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)



本文編號(hào)：3540671