發(fā)布時(shí)間：2021-08-21 02:55

　　最近幾年,我們?nèi)祟?lèi)面臨著環(huán)境污染和不可再生能源的不斷消耗的能源問(wèn)題。而光催化分解水通過(guò)半導(dǎo)體被看作是一種緩解對(duì)一次能源消耗的有效的方法,而高效的光催化劑被認(rèn)為是光催化制氫的關(guān)鍵因素。最近,石墨相氮化碳由于其光學(xué)性質(zhì)和合適的帶隙而在光催化領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。本論文主要以氮化碳為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行了非金屬的摻雜,缺陷的引入和多相半導(dǎo)體復(fù)合等方法,并對(duì)所獲得的樣品進(jìn)行了光解水產(chǎn)氫的性質(zhì)評(píng)估。本論文的研究?jī)?nèi)容具體如下:1.本論文首先通過(guò)原位煅燒的方法制備了摻雜不同有機(jī)物量的氮化碳,這旨在通過(guò)有機(jī)物的摻雜來(lái)提高氮化碳的光吸收能力,從而提高對(duì)太陽(yáng)光的利用率。最后,將制備好的催化劑用于光催化實(shí)驗(yàn)測(cè)試。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到當(dāng)摻雜0.2%有機(jī)物時(shí)表現(xiàn)出最好的光催化活性,可見(jiàn)光照射6 h之后其產(chǎn)H₂量達(dá)到1280μmol/g,是石墨相氮化碳的4.5倍。另外,我們還對(duì)催化劑CN-0.2進(jìn)行了光吸收能力的表征,發(fā)現(xiàn)其光吸收的能力得到了明顯的提升。2.通過(guò)摻雜有機(jī)物,g-C₃N₄的光吸收能力得到了進(jìn)一步地提高。接著又對(duì)摻雜無(wú)機(jī)非金屬元素的g-C

【文章來(lái)源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光催化分解水的反應(yīng)過(guò)程（a）光吸收，（b）載流子轉(zhuǎn)移，（c）氧化還原反應(yīng)，（d）化學(xué)物質(zhì)的吸附、解吸和質(zhì)量擴(kuò)散，（e）光生電子和空穴的復(fù)合[14]

圖 1. 2 用于可見(jiàn)光分解水的典型半導(dǎo)體的帶邊緣位置[17]。Fig. 1. 2 Band edge positions of typical semiconductors for visible driven water splitting[17].1.4 提高半導(dǎo)體光催化性能的途徑體光催化產(chǎn) H2的性能雖然已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但是，在這個(gè)過(guò)程中仍然存處，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：光生電荷不能迅速地發(fā)生分離、對(duì)太陽(yáng)光的和穩(wěn)定性差這幾個(gè)方面[18]。現(xiàn)階段主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行實(shí)施，達(dá)到提高：對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控、貴金屬沉積等方法[19,20]、非金屬離子摻雜[21]、復(fù)合[22]。金屬元素?fù)诫s

圖 1. 3 多孔 PCN-S 的光催化 H2生成機(jī)理[44]。Fig. 1. 3 PhotocatalyticH2-production mechanism of porous PCN-S.[44]合許多光催化劑用于過(guò)去幾年的光催化析氫，如 TiO2，CdS 和 g-C3N4體光催化劑難以具有寬吸收范圍，長(zhǎng)期穩(wěn)定性，高電荷分離效率和


本文編號(hào)：3354743