日益嚴重的環(huán)境污染與資源緊缺促進了半導體光催化劑的研究發(fā)展,在半導體光催化的研究中有3個方向,一是選擇催化劑的體系;二是催化劑的摻雜、修飾或負載;三是合成工藝與制備方法的研究。筆者選取了近年來備受關(guān)注的二氧化鈰光催化劑,還用木粉為原料制備出的碳量子點對氧化鈰進行了修飾,采用了木材模板法的遺態(tài)轉(zhuǎn)化工藝制備仿生木材結(jié)構(gòu)的氧化鈰。本研究將木粉基碳量子點與木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰制備成新型催化劑,分別研究了碳量子點與遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰的各項性能,并對其光催化降解亞甲基藍的性能進行了測試,主要研究結(jié)果如下:1、用木粉和檸檬酸、乙二胺在水熱反應(yīng)釜中,200℃下反應(yīng)6h,成功合成了氮摻雜的碳量子點。氮摻雜碳量子點的平均粒徑為3.81nm,較未摻雜的碳量子點減小了 10%,晶格間距為0.35nm,對應(yīng)石墨結(jié)構(gòu)的002晶面,表面含有大量的氨基、羥基、羧基等含氧、含氮官能團。碳量子點在濃度較低時能夠顯示藍紫光,而在濃度較高的時候為青色;熒光發(fā)射與濃度、激發(fā)光波長有關(guān),會隨著激發(fā)波長的增大而紅移;氮摻雜的碳量子點的熒光量子產(chǎn)率高達43.38%,超過絕大部分報道的生物質(zhì)基碳量子點,熒光壽命為14ns。木粉基碳量子點具有... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 熒光碳量子點
        1.1.2 仿生與生物模板法
        1.1.3 光催化劑
    1.2 碳量子點概述
        1.2.1 碳量子點的制備
        1.2.2 碳量子點的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.2.3 碳量子點的應(yīng)用
        1.2.4 碳量子點用作光催化研究進展
    1.3 遺態(tài)材料概述
        1.3.1 遺態(tài)材料的概念
        1.3.2 遺態(tài)材料的研究進展
        1.3.3 木材模板法制備遺態(tài)材料
    1.4 氧化鈰概述
        1.4.1 氧化鈰的制備
        1.4.2 氧化鈰在催化方面的應(yīng)用
    1.5 研究目的、內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.5.1 研究目的及意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 創(chuàng)新點
2 氮摻雜木基碳量子點的制備、改性及熒光墨水應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 試驗方法
        2.2.1 試驗材料與試劑
        2.2.2 主要試驗設(shè)備
        2.2.3 氮摻雜木質(zhì)基碳量子點的制備
        2.2.4 木質(zhì)基碳量子點熒光墨水應(yīng)用
    2.3 測試與表征
        2.3.1 透射電鏡表征
        2.3.2 原子力顯微鏡(AFM)表征
        2.3.3 X射線衍射(XRD)表征
        2.3.4 紫外-可見光譜(UV-VIS)分析
        2.3.5 熒光分光光度計(FL)分析
        2.3.6 CIE色度值分析
        2.3.7 紅外光譜(FTIR)分析
        2.3.8 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.9 熒光量子產(chǎn)率(QY)測量
        2.3.10 熒光壽命(PL Life)測量
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 木基碳量子點的形貌分析
        2.4.2 木基碳量子點的晶體結(jié)構(gòu)分析
        2.4.3 木基碳量子點的光學性能分析
        2.4.4 木基碳量子點的官能團及結(jié)構(gòu)分析
        2.4.5 熒光機理分析
        2.4.6 熒光墨水
    2.5 本章小結(jié)
3 木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)二氧化鈰制備及光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 試驗方法
        3.2.1 試驗材料及試劑
        3.2.2 主要試驗設(shè)備
        3.2.3 木材預(yù)處理
        3.2.4 水熱法二氧化鈰的制備
        3.2.5 木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)二氧化鈰的制備
        3.2.6 分級多尺度孔分析
        3.2.7 可見光催化性能測試
        3.2.8 禁帶寬度計算
    3.3 測試表征
        3.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        3.3.2 透射電子電鏡(TEM)
        3.3.3 X射線衍射(XRD)
        3.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.3.5 氮吸附測試
        3.3.6 紫外漫反射(DRS)
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰的孔結(jié)構(gòu)研究
        3.4.2 氧化鈰形貌分析
        3.4.3 木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰的晶體結(jié)構(gòu)分析
        3.4.4 木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰的元素分析
        3.4.5 氧化鈰催化亞甲基藍降解性能及機理研究
    3.5 本章小結(jié)
4 碳量子點/木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰復(fù)合材料的制備及性能
    4.1 引言
    4.2 試驗方法
        4.2.1 試驗材料及試劑
        4.2.2 木粉碳量子點的制備
        4.2.3 木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)二氧化鈰的制備
        4.2.4 碳量子點/木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰復(fù)合材料的制備
    4.3 表征方法
        4.3.1 能量色散X-射線光譜(EDS)
        4.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        4.3.3 透射電子電鏡(TEM)
        4.3.4 X射線衍射(XRD)
        4.3.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
        4.3.6 氮吸附測試
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 碳量子點/木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰的介孔結(jié)構(gòu)分析
        4.4.2 碳量子點/木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰的形貌表征
        4.4.3 碳量子點/木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰的晶體結(jié)構(gòu)
        4.4.4 碳量子點/木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰的元素分析
        4.4.5 碳量子點/木材遺態(tài)結(jié)構(gòu)氧化鈰的光催化性能
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
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碩士論文
[1]碳量子點制備及其在熒光材料和離子檢測中的應(yīng)用[D]. 彭雪.青島科技大學 2017



本文編號：3680379