隨著化石燃料的不斷開采與使用,能源短缺和環(huán)境污染問題成為亟需解決的兩大課題。光催化技術具有高效且環(huán)保的優(yōu)點,被認為是最具潛力解決上述兩大難題的方式之一。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作為一種輕質無金屬半導體光催化劑,有著成本低、無毒、化學穩(wěn)定性高和光催化性能優(yōu)良等特性,成為熱門的可見光催化劑。但純氮化碳也存在電子-空穴壽命短、可見光吸收范圍窄（<560 nm）和激子結合能高等缺陷而限制了應用。為此,本論文通過在類石墨相光催化劑中構筑分子內π共軛體系,實現(xiàn)能帶調控和光生載流子的快速遷移,從而拓展光催化劑的可見光吸收范圍,提高光生載流子的分離效率,以此提升光生催化分解水產氫效率。研究內容主要包括以下三個方面:（1）π共軛碳摻雜石墨相氮化碳的制備及其光催化產氫性能研究。以尿素為g-C₃N₄主前驅物,2,4,6-三氨基嘧啶（TAP）為共聚物,通過簡單的一步熱聚法得到π共軛碳摻雜石墨相氮化碳（UCN）。所得產物分別用XRD、TEM、XPS等進行形貌和結構表征,并對產物進行可見光下光催化分解水產氫性能研究,... 

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化制氫的研究背景
    1.3 光催化分解水基本原理
    1.4 石墨相氮化碳的基本結構
    1.5 氮化碳的制備方法
        1.5.1 溶劑熱法
        1.5.2 電化學沉積法
        1.5.3 固相反應法
        1.5.4 熱聚合法
    1.6 石墨相氮化碳的改性方法
        1.6.1 形貌調控
        1.6.2 元素摻雜
        1.6.3 貴金屬沉積
        1.6.4 染料光敏化
        1.6.5 半導體復合
    1.7 石墨相氮化碳的應用
        1.7.1 儲能材料
        1.7.2 傳感器
        1.7.3 有機反應催化劑
        1.7.4 光催化劑
    1.8 研究背景、內容及意義
        1.8.1 研究背景
        1.8.2 研究內容
        1.8.3 研究意義
第二章 π共軛碳摻雜石墨相氮化碳的制備及其光催化產氫性能研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑與儀器
        2.2.2 樣品的制備
        2.2.3 樣品的表征
        2.2.4 光催化產氫測試
        2.2.5 光電化學測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 UCN-x的表征
        2.3.2 光催化產氫性能
        2.3.3 光催化機理
    2.4 本章小結
第三章 TIO_2@UCN異質結光催化體系的制備及其光催化產氫性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與儀器
        3.2.2 樣品的制備
        3.2.3 樣品的表征
        3.2.4 光催化產氫測試
        3.2.5 光電化學測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 TiO_2 的表征
        3.3.2 TiO_2@UCN的表征
        3.3.3 光催化產氫性能
        3.3.4 光催化機理
    3.4 本章小結
第四章 C_3N_4 基三元異相結光催化體系的制備及其光催化產氫性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 試劑與儀器
        4.2.2 樣品的制備
        4.2.3 樣品的表征
        4.2.4 光催化產氫測試
        4.2.5 光電化學測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 PTI-GCN-PDI-x的表征
        4.3.2 光催化產氫性能
        4.3.3 光催化機理
    4.4 本章小結
第五章 結論
參考文獻
攻讀學位期間研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]煅燒溫度對溶膠-凝膠合成BCZT納米粉體的影響[J]. 吉祥,王傳彬,李誦斌,沈強,張聯(lián)盟.  人工晶體學報. 2017(11)
[2]光解水制氫催化劑的研究進展[J]. 李光炎,蔡秀蘭.  工業(yè)催化. 2015(11)
[3]二氧化鈦的光催化效應[J]. 羅錦潔.  城市地理. 2015(18)
[4]g-C3N4/TiO2對亞甲基藍光催化性能研究[J]. 傅遍紅,李增霞,郭淑慧,傅敏,劉思齊.  功能材料. 2015(14)
[5]石墨相氮化碳的改性及其在水處理中的應用研究進展[J]. 安小英,姜韻婕,閆超,劉麗.  應用化工. 2015(07)
[6]利用太陽能制氫的方法及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 陳宏善,魏花花.  材料導報. 2015(11)
[7]離子摻雜氧化鋅光催化納米功能材料的制備及其應用[J]. 殷巧巧,喬儒,童國秀.  化學進展. 2014(10)
[8]生物發(fā)酵制氫技術的最新研究進展[J]. 吳夢佳,隋紅,張瑞玲.  現(xiàn)代化工. 2014(05)
[9]焙燒溫度對ZnO粉體結晶及其光學性能的影響[J]. 趙海剛,李彩虹,王紅強,李茹,張光輝.  應用化學. 2014(02)
[10]石墨相氮化碳的化學合成及應用[J]. 張金水,王博,王心晨.  物理化學學報. 2013(09)

博士論文
[1]石墨相氮化碳微納米材料的制備及光催化性能研究[D]. 吳星瞳.吉林大學 2015
[2]改性TiO2納米帶制備及光催化降解水中左氧氟沙星研究[D]. 陳清華.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]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
[4]可見光響應型石墨相氮化碳復合材料的制備及其降解有機污染物研究[D]. 黃立英.江蘇大學 2013
[5]二氧化鈦納米片的制備及光催化產氫性能研究[D]. 亓麗芳.武漢理工大學 2012
[6]CdS-TiO2的形貌結構調控及其光解水產氫性能研究[D]. 李曹龍.上海交通大學 2011
[7]新型光催化材料的制備及其可見光催化制氫或制氧性能研究[D]. 柯丁寧.武漢大學 2010
[8]光解水用改性金紅石型TiO2析氧催化劑的制備與光催化性能研究[D]. 童海霞.中南大學 2008
[9]可見光下光催化分解水制取氫氣的研究[D]. 王玉曉.天津大學 2009

碩士論文
[1]類石墨相氮化碳（g-C3N4）的制備及其光催化性能研究[D]. 王鵬.長春工業(yè)大學 2016
[2]MoS2-g-C3N4復合材料的合成及光催化制氫性能研究[D]. 張雪偉.吉林大學 2015
[3]剝離型膨潤土負載光催化劑材料的制備及其降解羅丹明B廢水應用研究[D]. 鄒靜.常州大學 2015
[4]g-C3N4基催化劑修飾改性及其可見光催化產氫性能研究[D]. 艾珠玉.浙江大學 2015
[5]g-C3N4/TiO2復合光催化劑的制備及可見光催化性能的研究[D]. 廖佳珍.重慶工商大學 2014
[6]二維片層ZnO及其復合材料的可控合成和性能研究[D]. 洪玉.黑龍江大學 2014
[7]儲氫合金/Cr摻雜復合氧化物半導體電極的制備及其光電化學性能[D]. 王淑芬.浙江大學 2007



本文編號：3665360