氧化反應(yīng)是有機合成中重要的反應(yīng)類型之一,通過氧化反應(yīng)可以將廉價的原料氧化為高附加值的產(chǎn)物。因此,受到化學(xué)家的廣泛關(guān)注。亞砜和酮類化合物是醫(yī)藥化學(xué)和精細(xì)化學(xué)的重要組成部分,可以通過氧化相應(yīng)的硫醚和醇得到。傳統(tǒng)的硫醚和醇的氧化合成亞砜和酮類化合物的方法使用過氧化物以及高錳酸鉀等作為氧化劑,或需要高溫、高壓才可以使反應(yīng)進行,反應(yīng)條件嚴(yán)苛,反應(yīng)過程復(fù)雜,使其工業(yè)化受到限制。近年來,光化學(xué)反應(yīng)因其反應(yīng)溫和、安全高效、環(huán)境友好等特點,吸引了人們的關(guān)注。光催化劑是光化學(xué)反應(yīng)順利進行的必要條件,因此,開發(fā)性能良好的光催化劑是目前研究的熱點領(lǐng)域。本研究通過將金屬（M）與石墨相氮化碳（g-C₃N₄）進行復(fù)合,得到金屬負(fù)載的石墨相氮化碳光催化劑（M/g-C₃N₄）,研究其光催化氧化硫醚和醇類化合物的性能。主要內(nèi)容及結(jié)果如下:建立以銅負(fù)載石墨相氮化碳（Cu/g-C₃N₄）作為光催化劑,以O(shè)₂作為氧化劑,乙腈（Me CN）作為溶劑,室溫下光催化氧化硫醚制備亞砜... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古民族大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

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【學(xué)位級別】：碩士

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半導(dǎo)體光催化機理

內(nèi)蒙古民族大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1-2石墨相氮化碳的三嗪(a)和3-s三嗪(b)結(jié)構(gòu)示意圖1.2.1制備方法進展自然界中暫時沒發(fā)現(xiàn)存在天然的g-C3N4，目前研究的g-C3N4來自于實驗室合成。常用的前驅(qū)體有三聚氰胺、雙氰胺、尿素和硫脲等。常用的制備方法有溶劑熱法、高溫高壓固相合成法、電化學(xué)沉積法和熱聚合法等。溶劑熱法是合成g-C3N4的方法之一。這種方法是在合適的溶劑中加入富C和富N元素的前驅(qū)體，利用高壓反應(yīng)釜即可合成得到g-C3N4。Bai等人利用四氯化碳(CCl4)和氯化銨(NH4Cl)在400℃的高壓釜內(nèi)反應(yīng)20h，得到了g-C3N4[28]。Bi等人以三聚氰胺(C3N3(NH2)3)和乙酰丙酮鎳(C10H14NiO4)為原料，在200°C通過溶劑熱法合成Ni/g-C3N4催化劑[29]。高溫高壓固相合成法是一種條件比較嚴(yán)苛的合成方法，對實驗條件有較高的要求。Lu等人用三聚氰氯(C3N3Cl3)、疊氮化鈉(NaN3)和鋅粉做前驅(qū)體，并額外加入一定量的苯，反應(yīng)在高壓反應(yīng)釜中進行，充滿N2，壓力達到40MPa，在220℃反應(yīng)，可以得到g-C3N4[30]。電化學(xué)沉積法一般是指金屬或金屬化合物在電流作用下在電極表面沉積的方法。Yan等人利用甲醇(CH3OH)和尿素(CO(NH2)2)作為沉積液，在硅片上得到了g-C3N4薄膜[31]。熱聚合法是目前比較常用的一種制備方法。該方法制備過程簡單，產(chǎn)率較高。Liu等人以尿素為前驅(qū)體，使用馬弗爐，在550℃的條件下成功制備了g-C3N4[32]。Wang等人以三聚氰胺為原料，分別在400℃和520℃的條件下合成了g-C3N4[33]。

內(nèi)蒙古民族大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1-3pH=7時各種半導(dǎo)體光催化劑的帶隙構(gòu)建合理的復(fù)合型催化劑可以很大程度上提高g-C3N4的光催化性能。半導(dǎo)體復(fù)合就是將g-C3N4與另一種具有合適的價帶和導(dǎo)帶位置的半導(dǎo)體材料復(fù)合。g-C3N4與另一個具有不同能帶和電子結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體單元之間的結(jié)合導(dǎo)致了復(fù)合后的新的電子結(jié)構(gòu)。由于兩側(cè)之間的電勢差，在異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料的界面處產(chǎn)生了能帶彎曲。反過來，這會在空間電荷區(qū)內(nèi)誘導(dǎo)出內(nèi)置電場，從而在空間上分離并遷移光生電子和空穴[39-41]。Zhou等人利用電化學(xué)方法合成了TiO2/g-C3N4異質(zhì)結(jié)光催化劑[42]。Shen等人通過質(zhì)子化作用在g-C3N4表面原位沉積TiO2制備了介孔TiO2/g-C3N4混合納米結(jié)構(gòu)[43]。氧化鋅(ZnO)作為一種半導(dǎo)體材料，帶隙為2.3eV，也可以與g-C3N4進行復(fù)合。Wang等人報道了在可見光（λ>450nm）下，ZnO/g-C3N4復(fù)合納米材料的光電流顯著增加了5倍，因為g-C3N4和ZnO的協(xié)同作用可以高效的產(chǎn)生光生電荷[44]。WO3也具有合適的帶隙與g-C3N4復(fù)合。Huang等人制備了WO3/g-C3N4復(fù)合催化劑，用于降解亞甲基藍(lán)和對氯苯酚[45]。與單獨的WO3和g-C3N4光催化劑相比，復(fù)合催化劑的可見光吸收和比表面積均有提高。Ma等人以P25和三聚氰胺為前驅(qū)體，經(jīng)過一步煅燒，得到了TiO2/g-C3N4復(fù)合物，將其用于NO的氧化[46]。實驗結(jié)果表明，TiO2/g-C3N4復(fù)合催化劑的NOx的轉(zhuǎn)化率高于單一的TiO2或g-C3N4作為催化劑的轉(zhuǎn)化率。貴金屬負(fù)載在g-C3N4表面也可以提高光催化劑的性能。在貴金屬與g-C3N4形成的異質(zhì)結(jié)會形成一個空間電荷分離區(qū)，即肖特基勢壘。電子從一種材料迅速


本文編號：3620900