目前,光催化制氫技術(shù)是最有前景的清潔能源生產(chǎn)技術(shù)之一,為太陽能轉(zhuǎn)化為可再生的綠色燃料—氫能提供了一條有效途徑。同時,光催化技術(shù)還可以降解廢水中的有機污染物,保護(hù)環(huán)境。因此,開發(fā)性價比高、效率高、易于回收的具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的新型異質(zhì)結(jié)光催化劑成為可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵,由于碳材料具有強的電荷載流子傳輸能力,因而碳基光催化劑具有優(yōu)良的光催化效果。目前特殊的Janus結(jié)構(gòu)碳基光催化劑鮮見報道。因此,構(gòu)筑Janus結(jié)構(gòu)碳納米纖維基異質(zhì)結(jié)光催化劑及其性能研究,是一個有重要意義的研究課題。本論文中采用共軛電紡技術(shù)、碳化工藝和氣-固相反應(yīng)方法制備了三種獨特的Janus結(jié)構(gòu)碳納米纖維基異質(zhì)結(jié)光催化劑,并對其結(jié)構(gòu)、形貌和光催化性能進(jìn)行了深入探究。具體內(nèi)容如下:1.采用共軛電紡技術(shù)和碳化相結(jié)合的方法制備了柔性自支撐[Ti O₂/C]//[Bi₂WO₆/C]Janus納米纖維異質(zhì)結(jié)光催化劑。該催化劑在可見光和模擬太陽光照射下分別獲得了11.58和16.32 mmol·h^-1·g^-1的高析氫速率。同時,在...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 異質(zhì)結(jié)光催化劑的概述
    1.2 異質(zhì)結(jié)光催化劑的研究及應(yīng)用
        1.2.1 TiO₂基異質(zhì)結(jié)光催化劑的研究進(jìn)展
        1.2.2 g-C₃N₄基異質(zhì)結(jié)光催化劑的研究進(jìn)展
        1.2.3 Bi₂WO₆基異質(zhì)結(jié)光催化劑的研究進(jìn)展
    1.3 碳基異質(zhì)結(jié)光催化劑的研究及應(yīng)用
        1.3.1 TiO₂/C基異質(zhì)結(jié)光催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.2 g-C₃N₄/C基異質(zhì)結(jié)光催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.3 Bi₂WO₆/C基異質(zhì)結(jié)光催化劑的研究進(jìn)展
    1.4 靜電紡絲技術(shù)
        1.4.1 Janus納米纖維的概述
        1.4.2 Janus納米纖維的研究進(jìn)展
    1.5 本課題研究的目的與意義
第2章 實驗試劑、儀器及表征方法
    2.1 主要實驗試劑
    2.2 實驗設(shè)備與儀器
    2.3 表征方法
        2.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        2.3.3 能譜(EDS)分析
        2.3.4 熱重分析
        2.3.5 比表面積分析
        2.3.6 紫外-可見吸收光譜分析
        2.3.7 光催化分解水產(chǎn)氫分析
        2.3.8 光致發(fā)光光譜分析
        2.3.9 光電流和電化學(xué)阻抗分析
        2.3.10 導(dǎo)電性分析
第3章 柔性自支撐[Ti O₂/C]//[Bi₂WO₆/C]Janus納米纖維異質(zhì)結(jié)光催化劑的構(gòu)筑、結(jié)構(gòu)與光催化性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 紡絲溶液的制備
        3.2.2 JNHP的制備
        3.2.3 對比樣的制備
        3.2.4 光催化分解水產(chǎn)氫性能測試
        3.2.5 光催化降解MB溶液性能測試
        3.2.6 瞬態(tài)光電流響應(yīng)和電化學(xué)阻抗測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)和相組成分析
        3.3.2 形貌分析
        3.3.3 熱重和氮氣吸附-解吸等溫線分析
        3.3.4 紫外-可見吸收光譜分析
        3.3.5 光催化分解水產(chǎn)氫性能研究
        3.3.6 光催化降解MB溶液性能研究
        3.3.7 光致發(fā)光光譜分析
        3.3.8 瞬態(tài)光電流響應(yīng)和電化學(xué)阻抗分析
    3.4 JNHP的形成機理
    3.5 光催化產(chǎn)氫和降解MB溶液的機理研究
    3.6 本章小結(jié)
第4章 共軛電紡構(gòu)筑碳基[g-C₃N₄/C]//[Ti O₂/C]Janus納米纖維異質(zhì)結(jié)光催化劑及光催化性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 g-C₃N₄的制備
        4.2.2 紡絲溶液的制備
        4.2.3 g T-JNHP和對比樣的制備
        4.2.4 光催化分解水產(chǎn)氫性能測試
        4.2.5 光催化降解MB溶液性能測試
        4.2.6 瞬態(tài)光電流響應(yīng)和電化學(xué)阻抗測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)和相組成分析
        4.3.2 形貌分析
        4.3.3 紫外-可見吸收光譜和氮氣吸附-解吸等溫線分析
        4.3.4 光催化分解水產(chǎn)氫性能研究
        4.3.5 光催化降解MB溶液性能研究
        4.3.6 光致發(fā)光光譜分析
        4.3.7 瞬態(tài)光電流響應(yīng)和電化學(xué)阻抗分析
    4.4 光催化產(chǎn)氫和降解MB溶液的機理研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 納米g-C₃N₄修飾的[Ti O₂/C]//[Bi₂WO₆/C]Janus納米纖維光催化劑的構(gòu)筑、結(jié)構(gòu)與光催化特性
    5.1 前言
    5.2 理論基礎(chǔ)
    5.3 實驗部分
        5.3.1 紡絲溶液的制備
        5.3.2 靜電紡絲
        5.3.3 氣-固相反應(yīng)
        5.3.4 光催化分解水產(chǎn)氫性能測試
        5.3.5 光催化降解MB溶液性能測試
        5.3.6 瞬態(tài)光電流響應(yīng)和電化學(xué)阻抗測試
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 結(jié)構(gòu)和相組成分析
        5.4.2 形貌分析
        5.4.3 紫外-可見吸收光譜和氮氣吸附-解吸等溫線分析
        5.4.4 光催化分解水產(chǎn)氫性能研究
        5.4.5 光催化降解MB溶液性能研究
        5.4.6 光致發(fā)光光譜分析
        5.4.7 瞬態(tài)光電流響應(yīng)和電化學(xué)阻抗分析
    5.5 光催化產(chǎn)氫和降解MB溶液的機理研究
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論及創(chuàng)新點
        6.1.1 結(jié)論
        6.1.2 創(chuàng)新點
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝



本文編號：3758121