發(fā)布時間：2021-02-03 15:39

　　過氧化氫（H₂O₂）是一種溫和環(huán)保的氧化劑,已被廣泛應用于造紙、水處理、化學合成、消毒殺菌等多種工業(yè)和生活領域。此外,由于只有水的排除,過氧化氫也是一種很有前途的、可用于過氧化氫基的燃料電池液體燃料。與廣為人知的燃料H2相比,過氧化氫更易儲存并且運輸方便,使用風險低。目前工業(yè)生產過氧化氫是基于蒽醌法的,其優(yōu)點是規(guī)模大,過氧化氫產率高。然而,仍然面臨巨大的能源消耗、復雜的副產品和安全問題等重大挑戰(zhàn)。因此,設計一種高效、溫和、可持續(xù)的合成H₂O₂的方法是非常有必要的。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）,作為一種聚合物層狀材料,由于其相對較窄的帶隙（～2.7 eV）和合適的價帶及導帶位置,已經作為光催化劑用于污染物的降解和水的分解過程。近年來,氮化碳基材料已經用于光合成過氧化氫。通過一些適宜的方法調控C₃N₄的表面性質,以此來提高光合成H₂O₂的產量與催化反應的選擇性是進一步發(fā)展更... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１光催化空氣凈化技術??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ａｉｒ?ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??

Ｐ??ＣＯ，?＋?ＨｊＯ?—Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ?？?〇２??圖１－１光催化空氣凈化技術??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ａｉｒ?ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??光催化劑在化學反應過程中本身并不會發(fā)生變化，卻能在反應過程中加速化合物??的合成或降解，將太陽能轉化為化學能在自然界中最具代表性的便是植物的“光合作??用”［８】。光催化劑的種類有很多，例如二氧化鈦（Ｔｉ０２），二氧化鋯（Ｚｒ０２），氧化錫??（Ｓｎ０２），氧化鋅（ＺｎＯ），硫化鎘（ＣｄＳ）等多種氧化物和硫化物半導體，目前所??知的應用最多的光催化材料，就是Ｔｉ０２ＮＱ】。另外研究者們也開發(fā)了一系列非Ｔｉ０２??基的光催化劑，它們的最大特點就是帶隙比Ｔｉ０２窄得多，例如具有層狀結構的??Ｂｉ２Ｗ０６［１Ｍ３］、Ｂｉ２Ｍｏ０６［１４－１５ｌ以及鈣鈦礦型復合氧化物ＬａＦｅＯ，１７��；③價帶空穴（ｈ＋）??和導帶電子（ｅ＿）分別具有很強的氧化性和很強的還原性

催化過程是光催化劑在光的作用下，把有機物轉化為了無機物，而這對自然界的物質??循環(huán)具有重大的意義。??半導體的光催化反應機理一般情況下分為以下三步，如圖１－３所示：①當光子能??量高于光催化劑的帶隙能量時，價帶電子會被激發(fā)遷移至導帶，過程快達ｌ〇＿１５ｓ［２３］；??②價帶空穴和導帶電子遷移至催化劑的表面，空穴電子進行復合，過程約為１〇－９??ｓ％２６］；③空穴和電子參與各自的氧化／還原反應。為此，研宄者通常在設計催化劑時??會通過在半導體材料表面負載一些貴金屬或者通過和其他光催化半導體材料一起構??筑異質結構從而阻止空穴－電子對復合。??廣??／?０?｜?〇?ｊｕｔ＊??＼?）?０??〇＼?ｙ?ｙ?０參反６??氣化反??圖１－３光催化半導體的反應過程??Ｆｉｇ．?１－３?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ??半導體光催化劑的催化效果來源于光生載流子，它通過禁帶中的能級（復合中心）??進行復合。載流子復合時，一定要釋放出多余的能量，有可能先形成激子后，再通過??激子復合。??但是，半導體光催化技術涉及到環(huán)境、化工、材料、化學、和太陽能利用等多個??學科，具有一定的綜合性和復雜性，仍存在難點，如襯底與催化劑間的相互作用，所??以目前基本上還停留在理論研究階段

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]淺析太陽能光熱發(fā)電技術的發(fā)展[J]. 張明寶,張春偉,唐卉.  鍋爐制造. 2011(06)
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[6]流動注射膠束電化學發(fā)光測定過氧化氫的研究[J]. 張國芳,陳洪淵.  分析科學學報. 2001(01)
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[8]雙氧水的生產方法與應用[J]. 趙克,李書顯.  氯堿工業(yè). 2000(11)
[9]21世紀我國太陽能利用發(fā)展趨勢[J]. 趙玉文.  中國電力. 2000(09)
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博士論文
[1]基于石墨烯或類石墨氮化碳復合光催化劑的制備、表征及其光催化性能的研究[D]. 陳路呀.華南理工大學 2014
[2]共軛分子表面雜化提高光催化性能的研究[D]. 王雅君.清華大學 2011

碩士論文
[1]前體法制備復合金屬氧化物/氮化碳復合材料及其光驅動過氧化氫形成機制研究[D]. 潘科成.北京化工大學 2016
[2]改性氮化碳材料的制備及其光催化性能的研究[D]. 謝運超.上海理工大學 2014
[3]過氧化氫的測定方法及其在光催化氧化技術中的應用研究[D]. 許利君.浙江大學 2002



本文編號：3016755