MXene和CdIn 2 S 4 基復(fù)合光催化劑的制備及催化有機合成的研究
發(fā)布時間：2021-11-10 14:42
光催化選擇性氧化芳香醇到芳香醛一直為光催化研究的熱點,過渡金屬磷化鎳具有制氫活性高以及長期穩(wěn)定性等優(yōu)點,因此被認(rèn)為是一種非常好的析氫催化劑,因此我們合成了一種雙功能催化劑,其在可見光下,可以同時實現(xiàn)苯甲醇到苯甲醛并產(chǎn)氫,首先我們探索了CdIn2S4單體的最佳合成溫度,然后采用研磨后溶劑熱的方法合成5-20nm的Ni2P納米顆粒。采用二次溶劑熱合成Ni2P/CdIn2S4復(fù)合光催化劑,根據(jù)實驗結(jié)果可知其最佳負(fù)載量為5%Ni2P/CdIn2S4。以5%Ni2P/CdIn2S4為光催化劑在4小時可見光光照射下,H2和苯甲醛的收率分別為592.4μmol/h和639.1μmol/h是純CdIn2S4（59.0μmol/h H2和72.72μmol/...
【文章來源】：淮北師范大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【圖文】：
光催化原理圖
第一章MXene和CdIn2S4基復(fù)合光催化劑的制備及催化有機合成的研究31.3光催化應(yīng)用40年來，光催化已經(jīng)融入我們生活的方方面面，它取之于大自然用于大自然并造福人類，成為21世紀(jì)最受歡迎的熱點問題，今年新型肺炎在全球災(zāi)難性爆發(fā)，無論什么原因?qū)е碌牡蚨嗷蛏俣加腥祟惖膮⑴c。近年來海洋里被大量垃圾污染，河水里的食物鏈不斷被破環(huán)，珍稀物種的不斷消失等大多都是污染導(dǎo)致的。因此解決當(dāng)下環(huán)境污染而不會造成二次污染，提升空氣質(zhì)量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。不可再生能源的大量枯竭和生態(tài)污染使各國對人與自然的和諧發(fā)展的意識不斷提高，人們更加關(guān)注替代能源、生態(tài)友好型能源和可再生能源，因此光能就是未來主要的能源，它取之于自然而造福人類，不會造成二次污染，屬于可再生能源，因此光催化劑的發(fā)展勢不可擋，光催化劑的應(yīng)用也會越來越多。（1）水凈化，目前因農(nóng)藥，垃圾，廢水等污染的水源日趨嚴(yán)重，因其毒性大，色澤深已經(jīng)破環(huán)了生態(tài)平衡，光催化技術(shù)在水凈化上有獨特的優(yōu)勢，可以在光照的條件下，降解有機污染物以及部分無機污染物為水和CO2凈化水體，保護(hù)環(huán)境。（2）空氣凈化，尾氣排放，甲醛，化石燃料的燃燒等嚴(yán)重污染了空氣質(zhì)量，病毒也主要依靠空氣傳播，而光催化材料可吸收特定的太陽波長，產(chǎn)生自由基，分解有害氣體同時殺菌消毒，凈化空氣，保護(hù)自然。（3）沙菌抗菌，光催化產(chǎn)生的活性超氧離子經(jīng)研究可以穿過細(xì)菌的細(xì)胞壁，進(jìn)入菌體，從而有效地消滅病毒。光催化劑還用于其他各個領(lǐng)域，如圖所示，因此光催化劑值得我們研究應(yīng)用。圖2光催化應(yīng)用
第二章Ni2P/CdIn2S4光催化劑有效利用光生電子和空穴進(jìn)行光催化氧化苯甲醇到苯甲醛并還原氫氣22圖4.單體Ni2P（a）和單體CdIn2S4（b）的SEM圖像；單體Ni2P（c）單體CdIn2S4（d）和5%Ni2P/CdIn2S4（e）的TEM圖像；5%Ni2P/CdIn2S4（f，g）的HR-TEM圖像，5%Ni2P/CdIn2S4的Mapping:Survey(h),Cd(i),In(j),S(k),P(l),Ni(m)Fig.4.TheSEMpatternsofpureNi2Psample(a)andpureCdIn2S4sample(b);TEMimagesofpureNi2P(c)pureCdIn2S4(d)and5%Ni2P/CdIn2S4(e);HR-TEMimagesof5%Ni2P/CdIn2S4(f,g)andMappingof5%Ni2P/CdIn2S4Survey(h),Cd(i),In(j),S(k),P(l),Ni(m)2.3.1.5BET分析我們通過氮氣吸附-脫附等溫線以及孔徑分布曲線來評估樣品的屬性,如圖5所示CdIn2S4，Ni2P和5%Ni2P/CdIn2S4光催化劑的比表面積分別為144.431m2/g，11.50m2/g和100.765m2/g，復(fù)合光催化劑5%Ni2P/CdIn2S4的比表面積之所以驟減是由于二次溶劑熱堆積和燒結(jié)導(dǎo)致的；從圖5小圖中的孔徑分布曲線（1-150nm）我們可以看出合成的CdIn2S4光催化劑具有很寬的孔徑布局，CdIn2S4，Ni2P和5%Ni2P/CdIn2S4光催化劑的孔體積分別是1.349,2.952,and3.820cm3g-1，復(fù)合光催化劑的孔體積變大更有利于反應(yīng)物及產(chǎn)物的高效轉(zhuǎn)化。
本文編號：3487459
【文章來源】：淮北師范大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【圖文】：
光催化原理圖
第一章MXene和CdIn2S4基復(fù)合光催化劑的制備及催化有機合成的研究31.3光催化應(yīng)用40年來，光催化已經(jīng)融入我們生活的方方面面，它取之于大自然用于大自然并造福人類，成為21世紀(jì)最受歡迎的熱點問題，今年新型肺炎在全球災(zāi)難性爆發(fā)，無論什么原因?qū)е碌牡蚨嗷蛏俣加腥祟惖膮⑴c。近年來海洋里被大量垃圾污染，河水里的食物鏈不斷被破環(huán)，珍稀物種的不斷消失等大多都是污染導(dǎo)致的。因此解決當(dāng)下環(huán)境污染而不會造成二次污染，提升空氣質(zhì)量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。不可再生能源的大量枯竭和生態(tài)污染使各國對人與自然的和諧發(fā)展的意識不斷提高，人們更加關(guān)注替代能源、生態(tài)友好型能源和可再生能源，因此光能就是未來主要的能源，它取之于自然而造福人類，不會造成二次污染，屬于可再生能源，因此光催化劑的發(fā)展勢不可擋，光催化劑的應(yīng)用也會越來越多。（1）水凈化，目前因農(nóng)藥，垃圾，廢水等污染的水源日趨嚴(yán)重，因其毒性大，色澤深已經(jīng)破環(huán)了生態(tài)平衡，光催化技術(shù)在水凈化上有獨特的優(yōu)勢，可以在光照的條件下，降解有機污染物以及部分無機污染物為水和CO2凈化水體，保護(hù)環(huán)境。（2）空氣凈化，尾氣排放，甲醛，化石燃料的燃燒等嚴(yán)重污染了空氣質(zhì)量，病毒也主要依靠空氣傳播，而光催化材料可吸收特定的太陽波長，產(chǎn)生自由基，分解有害氣體同時殺菌消毒，凈化空氣，保護(hù)自然。（3）沙菌抗菌，光催化產(chǎn)生的活性超氧離子經(jīng)研究可以穿過細(xì)菌的細(xì)胞壁，進(jìn)入菌體，從而有效地消滅病毒。光催化劑還用于其他各個領(lǐng)域，如圖所示，因此光催化劑值得我們研究應(yīng)用。圖2光催化應(yīng)用
第二章Ni2P/CdIn2S4光催化劑有效利用光生電子和空穴進(jìn)行光催化氧化苯甲醇到苯甲醛并還原氫氣22圖4.單體Ni2P（a）和單體CdIn2S4（b）的SEM圖像；單體Ni2P（c）單體CdIn2S4（d）和5%Ni2P/CdIn2S4（e）的TEM圖像；5%Ni2P/CdIn2S4（f，g）的HR-TEM圖像，5%Ni2P/CdIn2S4的Mapping:Survey(h),Cd(i),In(j),S(k),P(l),Ni(m)Fig.4.TheSEMpatternsofpureNi2Psample(a)andpureCdIn2S4sample(b);TEMimagesofpureNi2P(c)pureCdIn2S4(d)and5%Ni2P/CdIn2S4(e);HR-TEMimagesof5%Ni2P/CdIn2S4(f,g)andMappingof5%Ni2P/CdIn2S4Survey(h),Cd(i),In(j),S(k),P(l),Ni(m)2.3.1.5BET分析我們通過氮氣吸附-脫附等溫線以及孔徑分布曲線來評估樣品的屬性,如圖5所示CdIn2S4，Ni2P和5%Ni2P/CdIn2S4光催化劑的比表面積分別為144.431m2/g，11.50m2/g和100.765m2/g，復(fù)合光催化劑5%Ni2P/CdIn2S4的比表面積之所以驟減是由于二次溶劑熱堆積和燒結(jié)導(dǎo)致的；從圖5小圖中的孔徑分布曲線（1-150nm）我們可以看出合成的CdIn2S4光催化劑具有很寬的孔徑布局，CdIn2S4，Ni2P和5%Ni2P/CdIn2S4光催化劑的孔體積分別是1.349,2.952,and3.820cm3g-1，復(fù)合光催化劑的孔體積變大更有利于反應(yīng)物及產(chǎn)物的高效轉(zhuǎn)化。
本文編號：3487459
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