石墨相氮化碳（g-C₃N₄）具有無毒、高穩(wěn)定和低成本的特點,因此在光催化領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。然而,g-C₃N₄也面臨可見光利用率低、光生電子與空穴易復(fù)合和光催化還原能力不足等問題。本論文通過合成氮缺陷g-C₃N₄、碳摻雜和氮缺陷共改性g-C₃N₄、氧摻雜和氮缺陷共改性g-C₃N₄三種方式改性g-C₃N₄進(jìn)一步提升了g-C₃N₄的光催化產(chǎn)氫和還原Cr（VI）能力。主要研究內(nèi)容如下:1.采用甲醛液相化學(xué)還原法,利用甲醛在弱酸性溶液中具有弱還原性的特點,合成氮缺陷g-C₃N₄（FH-g-C₃N₄）,而且產(chǎn)率高。利用元素分析（EA）、電子順磁共振（EPR）、X射線光電子能譜（XPS）和能譜（EDS）證實了...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 半導(dǎo)體光催化反應(yīng)機(jī)理
    1.3 半導(dǎo)體光催化劑的研究進(jìn)展
    1.4 g-C₃N₄的合成方法
        1.4.1 熱縮合法
        1.4.2 溶劑熱法
        1.4.3 固相合成法
        1.4.4 電化學(xué)沉積法
    1.5 g-C₃N₄性能提高的方法
        1.5.1 孔道和比表面積的調(diào)控
        1.5.2 非金屬元素?fù)诫s
        1.5.3 貴金屬沉積
        1.5.4 與其他半導(dǎo)體復(fù)合形成異質(zhì)結(jié)
        1.5.5 共聚物改性
    1.6 g-C₃N₄基光催化劑的應(yīng)用
        1.6.1 g-C₃N₄基光催化劑在有機(jī)污染物降解的應(yīng)用
        1.6.2 g-C₃N₄基光催化劑在光解水制氫中的應(yīng)用
        1.6.3 g-C₃N₄基光催化劑在還原六價鉻中的應(yīng)用
    1.7 本研究內(nèi)容的提出
第二章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 X射線粉末衍射(XRD)
        2.3.4 N2物理吸附-脫附(BET)
        2.3.5 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.3.6 紫外-可見漫反射光譜(UV-vis DRS)
        2.3.7 光致發(fā)光光譜(PL)
        2.3.8 光電測試
        2.3.9 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.10 元素分析(EA)
        2.3.11 電子順磁共振(EPR)
    2.4 溶液的配制
        2.4.1 Cr(VI)溶液的配制
        2.4.2 Cr(VI)顯色劑的配制
        2.4.3 稀硫酸溶液的配制
    2.5 催化劑的制備
        2.5.1 g-C₃N₄的制備
        2.5.2 氮缺陷g-C₃N₄的制備
        2.5.3 碳摻雜和氮缺陷共改性g-C₃N4

        2.5.4 氧摻雜和氮缺陷共改性g-C₃N₄

    2.6 光催化活性測試
        2.6.1 光催化還原Cr(VI)
        2.6.2 光催化還原Cr(VI)循環(huán)測試
        2.6.3 光催化產(chǎn)氫測試
第三章 采用甲醛液相化學(xué)還原法合成氮缺陷g-C₃N₄及其高光催化還原Cr(VI)與制氫性能
    3.1 引言
    3.2 結(jié)果討論
        3.2.1 物相與比表面積分析
        3.2.2 形貌(SEM、TEM)分析
        3.2.3 光吸收性能分析
        3.2.4 紅外光譜價鍵分析
        3.2.5 PL、光電測試及EPR分析
        3.2.6 元素價態(tài)與含量分析
        3.2.7 光催化性能評價
        3.2.8 光催化機(jī)理
    3.3 小結(jié)
第四章 碳摻雜和氮缺陷共改性g-C₃N₄及其高光催化還原Cr(VI)性能
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果和討論
        4.2.1 物相與比表面積分析
        4.2.2 形貌(SEM、TEM)分析
        4.2.3 光吸收性能分析
        4.2.4 紅外光譜價鍵分析
        4.2.5 PL、光電測試及EPR分析
        4.2.6 元素價態(tài)與含量分析
        4.2.7 光催化性能評價
        4.2.8 光催化機(jī)理
    4.3 小結(jié)
第五章 合成氧摻雜和氮缺陷共改性g-C₃N₄及其高光催化還原Cr(Ⅵ)性能
    5.1 引言
    5.2 結(jié)果討論
        5.2.1 物相與比表面積分析
        5.2.2 形貌(SEM、TEM)分析
        5.2.3 光吸收性能分析
        5.2.4 紅外光譜價鍵分析
        5.2.5 PL、光電測試及EPR分析
        5.2.6 元素價態(tài)與含量分析
        5.2.7 光催化性能評價
        5.2.8 光催化機(jī)理
    5.3 小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間研究成果



本文編號：4021208

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