氫氣作為燃料時,因為具有燃燒產(chǎn)物無污染、燃燒能量高、可以儲存?zhèn)溆玫葍?yōu)點,所以有望成為主要的清潔能源之一。而在各種產(chǎn)生氫氣的方法中,光催化水分解技術(shù)作為實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化成氫能的一種途徑,具有廣闊的應用前景。自光催化技術(shù)發(fā)展以來,科研者們開發(fā)了許多用于光催化水分解的半導體光催化劑。然而,這些光催化劑由于其帶隙較寬、只能吸收紫外線,量子效率低,穩(wěn)定性差,制備困難,材料昂貴等因素限制了實際應用。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）因其綠色環(huán)保,合成成本低,易與其它半導體緊密結(jié)合等優(yōu)點,廣泛應用于光催化水分解析氫中。然而,由于塊狀g-C₃N₄的比表面積小、可見光利用率低、光生電子空穴極易復合、反應活性位點少、表面反應動力學緩慢、以及電荷遷移率低等缺點,導致其光催化析氫活性并不理想。目前,用于提升g-C₃N₄的光催化性能的策略可以分為三大類,包括納米碳負載、異質(zhì)結(jié)構(gòu)建和維度調(diào)控。其中,納米碳材料負載可以與g-C₃N₄之間形成碳基肖特基... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

半導體材料的光催化示意圖

1 緒論eV, 4.30 eV 和 2.88 eV。依據(jù)公式 1.1 可知，只有 g-C3N4具備可利用可見光的合適的帶隙[24-25]。其中 α，β，c，p 相的 C3N4都為硬質(zhì)相，具有與金剛石類似的結(jié)構(gòu)和特性。g-C3N4是五種之中唯一的軟質(zhì)相，不僅耐酸耐堿，而且綠色環(huán)保。

圖 1.2 C3N4的五種晶相結(jié)構(gòu)。有趣的是，g-C3N4具有碳和氮原子交替的層狀納米結(jié)構(gòu)（圖 1.3a類似。根據(jù)文獻描述，g-C3N4中存在兩種基本的聚合單元：三嗪和七嗪環(huán)（圖 1.3c）[26]。其中，以三嗪環(huán)為聚合單元的 g-C3N4通過連，具有周期性排列的空位。而以七嗪環(huán)為聚合單元的 g-C3N4則氨基連接，具有周期性排列的較大的空位[2, 27-28]。更重要的是，以單元的 g-C3N4比以三嗪環(huán)為聚合單元的 g-C3N4在熱力學上更穩(wěn)定作者們常常將七嗪環(huán)作為 g-C3N4的聚合單元。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]模板法合成g-C3N4光催化降解甲基橙研究[J]. 代宏哲,高續(xù)春,張俊霞,樊君,劉恩周.  當代化工. 2018(09)
[2]石墨相氮化碳的可控制備及其在能源催化中的應用[J]. 柳璐,張文,王宇新.  化工學報. 2018(11)
[3]光催化技術(shù)在揮發(fā)性有機物治理中的應用研究[J]. 楊連珍.  資源節(jié)約與環(huán)保. 2018(08)
[4]黑磷量子點/g-C3N4復合光催化劑的制備及其增強的光催化還原CO2到CO性能（英文）[J]. 韓春秋,李玨,馬照宇,謝海泉,Geoffrey I.N.Waterhouse,葉立群,張鐵銳.  Science China Materials. 2018(09)
[5]g-C3N4基光催化劑的制備和應用[J]. 馬小帥,陳范云,張萌迪,楊凱,余長林.  有色金屬科學與工程. 2018(03)
[6]g-C3N4納米管的制備及其光催化降解性能[J]. 王曉雪,高建平,趙瑞茹,吳永利,郝超月,邱海霞.  無機化學學報. 2018(06)
[7]類石墨相氮化碳納米片的制備研究進展[J]. 李俊怡,梁峰,田亮,張海軍.  化學通報. 2018(05)
[8]C3N4基復合結(jié)構(gòu)的合成及應用新進展[J]. 翟宏菊,關(guān)壬銓,劉書含,曹爽,丁田田,付祥雪.  現(xiàn)代化工. 2018(01)
[9]石墨相氮化碳的研究進展[J]. 鐘利丹,付曉娟.  內(nèi)蒙古石油化工. 2017(06)
[10]石墨相氮化碳的改性及在環(huán)境凈化中的應用[J]. 崔言娟,王愉雄,王浩,陳芳艷.  化學進展. 2016(04)



本文編號：3289464