本文關(guān)鍵詞：石墨相氮化碳的剝離及其在光催化中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 塊體g-C_3N_4 膠體 兩性 CdS BiOBr 光催化劑

【摘要】：隨著工業(yè)的快速發(fā)展,能源缺乏和環(huán)境污染逐漸成為威脅人類可持續(xù)性發(fā)展的兩大難題。自1972年日本科學(xué)家Fujishima發(fā)現(xiàn)TiO_2半導(dǎo)體可在光催化領(lǐng)域得到應(yīng)用以來,光催化技術(shù)被認為是解決上述問題的關(guān)鍵。但是,研究表明,較大的禁帶寬度導(dǎo)致其只能對紫外光有響應(yīng),不能滿足人們對其直接利用可見光的需求。最近,人們發(fā)現(xiàn)一種新型非金屬類石墨氮化碳(g-C_3N_4)材料能在可見光下光解水制氫以及降解有機污染物。但此塊體材料存在比表面積低以及光生電子-空穴對復(fù)合率較高等不足,其應(yīng)用得到了很大的限制。因此,制備具有高比表面積、強穩(wěn)定性、優(yōu)良的催化活性的g-C_3N_4材料是當(dāng)前科學(xué)家研究的重點。利用熱氧化剝離、超聲剝離、化學(xué)剝離等方法剝離塊體g-C_3N_4制備具有高比表面積、高光催化活性的g-C_3N_4納米片已在國內(nèi)外有相關(guān)報道。本學(xué)位論文以塊體g-C_3N_4為研究對象,采用化學(xué)剝離的方法制備了穩(wěn)定的膠體,同時利用靜電自組裝的方法得到了膠體基的復(fù)合光催化材料。另外,利用XRD,SEM,TEM,FTIR,UV-vis,PL,XPS等手段對材料進行結(jié)構(gòu)表征和性質(zhì)測定,并通過降解Rh B、MO、4-氨基苯甲酸(ABA)等有機染料對其可見光活性進行探討。相關(guān)工作如下:1.以三聚氰胺為前驅(qū)體,通過高溫煅燒的方法制備出了塊體g-C_3N_4,借助濃硫酸為剝離試劑結(jié)合超聲處理制備出了具有高穩(wěn)定性、兩性的氮化碳納米片膠體。由于制備的膠體具有在酸性條件下表面帶正電、堿性條件下表面帶負電的特性,該材料可以作為基體構(gòu)筑單元與客體利用靜電自組裝制備新型氮化碳復(fù)合材料。2.以制備好的塊體g-C_3N_4為前驅(qū)體,首次利用堿剝離的方法成功獲得了高穩(wěn)定性、高產(chǎn)率的膠體材料。光催化性能相對于塊體結(jié)構(gòu)有了提高2.6倍。該制備方法簡單,且能獲得產(chǎn)率近100%的膠體,可為研究氮化碳膠體基不同形貌的復(fù)合材料提供一條有效的途徑。3.采用靜電自組裝的方法,分別以[Cd(NH_3)_4]_2+和Bi OBr作為帶正、負電的客體,以不同p H下氮化碳膠體為主體,制備出了Cd S/g-C_3N_4 NSs和Bi OBr/g-C_3N_4 NSs復(fù)合材料。研究表明,復(fù)合相的光催化性能相較于單一相都有了很大的提高,五次重復(fù)性考察后,光催化性能幾乎沒有降低。
【關(guān)鍵詞】：塊體g-C_3N_4 膠體 兩性 CdS BiOBr 光催化劑
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-35
• 1.1 引言11-12
• 1.2 半導(dǎo)體光催化劑概述12-16
• 1.2.1 光催化原理12-13
• 1.2.2 光催化劑常見應(yīng)用13-16
• 1.2.2.1 光解水制氫13-14
• 1.2.2.2 降解有機污染物14-15
• 1.2.2.3 還原CO_215-16
• 1.2.3 光催化劑研究現(xiàn)狀16
• 1.3 石墨相氮化碳的剝離及其復(fù)合材料制備研究概述16-20
• 1.3.1 結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)16-17
• 1.3.2 制備方法17
• 1.3.3 剝離方法17-19
• 1.3.3.1 熱氧化剝離18
• 1.3.3.2 超聲剝離18
• 1.3.3.3 化學(xué)剝離18-19
• 1.3.3.4 其它剝離方法19
• 1.3.4 剝離態(tài)g-C_3N_4基復(fù)合材料常見應(yīng)用19-20
• 1.3.4.1 光催化環(huán)境治理19-20
• 1.3.4.2 光催化制氫20
• 1.3.4.3 在其它領(lǐng)域應(yīng)用20
• 1.4 本論文選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容20-22
• 1.4.1 本論文選題依據(jù)20
• 1.4.2 本論文主要研究內(nèi)容20-22
• 參考文獻22-35
• 第二章 化學(xué)剝離法制備兩性石墨相氮化碳納米片膠體及其性能研究35-48
• 2.1 引言35
• 2.2 實驗部分35-37
• 2.2.1 主要試劑與儀器35-36
• 2.2.1.1 實驗試劑35-36
• 2.2.1.2 實驗儀器36
• 2.2.2 石墨相氮化碳的制備及其剝離36-37
• 2.2.2.1 塊體g-C_3N_4的制備36
• 2.2.2.2 塊體g-C_3N_4的剝離36-37
• 2.2.3 材料的性能測試及表征37
• 2.3 結(jié)果與討論37-43
• 2.3.1 石墨相氮化碳膠體穩(wěn)定性的表征37-40
• 2.3.2 石墨相氮化碳剝離態(tài)納米片的表征40-43
• 2.3.3 石墨相氮化碳納米片膠體兩性特性的表征43
• 2.4 小結(jié)43-45
• 參考文獻45-48
• 第三章 堿處理法制備石墨相氮化碳膠體及其光催化性能研究48-64
• 3.1 引言48
• 3.2 實驗部分48-50
• 3.2.1 主要試劑與儀器48-49
• 3.2.1.1 實驗試劑48-49
• 3.2.1.2 實驗儀器49
• 3.2.2 石墨相氮化碳膠體的制備49
• 3.2.3 材料的表征49-50
• 3.2.4 光催化性能測試50
• 3.3 結(jié)果與討論50-59
• 3.3.1 剝離態(tài)石墨相氮化碳的表征50-57
• 3.3.2 剝離態(tài)石墨相氮化碳的光催化性能研究57-58
• 3.3.3 剝離態(tài)石墨相氮化碳的光催化活性物種檢測58-59
• 3.4 小結(jié)59-60
• 參考文獻60-64
• 第四章 靜電自組裝法制備g-C_3N_4納米片基復(fù)合相光催化劑及其性能研究64-77
• 4.1 引言64
• 4.2 實驗部分64-66
• 4.2.1 主要試劑與儀器64-65
• 4.2.1.1 主要試劑64-65
• 4.2.1.2 實驗儀器65
• 4.2.2 材料CdS/CNNSs和BiOBr/CNNSs的制備65-66
• 4.2.3 材料的測試及表征66
• 4.2.4 光催化性能測試66
• 4.3 結(jié)果與討論66-73
• 4.3.1 CdS/CNNSs和BiOBr/CNNSs的表征67-70
• 4.3.2 CdS/CNNSs和BiOBr/CNNSs光催化性能測試70-72
• 4.3.3 CdS/CNNSs和BiOBr/CNNSs光催化機理研究72-73
• 4.4 小結(jié)73-74
• 參考文獻74-77
• 第五章 總結(jié)與展望77-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士期間論文發(fā)表情況80

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