日益嚴(yán)重的能源短缺和化石能源的過度使用已經(jīng)給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活環(huán)境帶來了很多問題,開發(fā)以氫能為代表的清潔能源是一種有效解決上述問題的途徑。光催化制氫可以將太陽能這一可再生能源轉(zhuǎn)化成氫能,而且氫燃燒的產(chǎn)物是水,因此通過光催化制氫在解決能源短缺問題的同時(shí)也能有效保護(hù)環(huán)境。光催化制氫的效率與光催化劑的組成、微觀結(jié)構(gòu)等息息相關(guān)。在本文中,我們以石墨烯為結(jié)構(gòu)主體,通過稀土離子/化合物調(diào)控其與吡啶炔、卟啉等共軛有機(jī)化合物組裝從而制備了一系列高效光催化制氫復(fù)合催化劑,進(jìn)而研究了其組裝機(jī)制、光催化析氫與電子轉(zhuǎn)移機(jī)理,主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,通過靜電相互作用和配位相互作用,制備了一種稀土離子(Ln)界面連接、結(jié)構(gòu)新穎的1,2-二(吡啶-4-基)乙炔(DPyE)/氧化石墨烯(GO)三維復(fù)合物(GO-Ln-DPyE)。并且考察了復(fù)合物的微觀結(jié)構(gòu)、形貌及其組裝機(jī)制。進(jìn)一步地,研究了GO-Ln-DPyE復(fù)合物的光催化制氫性能。發(fā)現(xiàn)GO-Ln-DPyE的光催化活性明顯高于沒有橋聯(lián)劑(稀土離子)的GO-DPyE復(fù)合物,說明Ln在調(diào)節(jié)GO-Ln-DPyE復(fù)合物的微觀結(jié)構(gòu)及其光催化制氫性能中起到的關(guān)鍵作用。而且,光電流...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 引言
    1.2 石墨烯基復(fù)合材料的構(gòu)筑
        1.2.1 石墨烯/金屬氧化物復(fù)合材料
        1.2.2 石墨烯/硫化物復(fù)合材料
        1.2.3 石墨烯/金屬?gòu)?fù)合材料
        1.2.4 石墨烯/有機(jī)物復(fù)合材料
    1.3 石墨烯基復(fù)合材料的應(yīng)用研究
        1.3.1 傳感器領(lǐng)域
        1.3.2 催化領(lǐng)域
        1.3.3 鋰電池領(lǐng)域
        1.3.4 其它領(lǐng)域
    1.4 本論文研究目的與意義
第二章 吡啶炔柱撐三維石墨烯組裝體的構(gòu)筑、光催化析氫性能及電子轉(zhuǎn)移機(jī)制研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑
        2.2.2 表征儀器
        2.2.3 氧化石墨烯/稀土離子/吡啶基乙炔(GO-Ln-DPyE)納米復(fù)合組裝體的制備
        2.2.4 工作電極的制備及光電性能測(cè)試
        2.2.5 光催化性能檢測(cè)
        2.2.6 量子產(chǎn)率(QE)的計(jì)算
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 GO-La³⁺-DPyE復(fù)合組裝體的形貌、結(jié)構(gòu)和組裝方式
        2.3.2 復(fù)合組裝體的光催化制氫性能
        2.3.3 復(fù)合組裝體中光催化制氫和光生電子轉(zhuǎn)移機(jī)理
    2.4 小結(jié)
第三章 稀土離子橋聯(lián)的吡啶基卟啉/氧化石墨烯組裝體的構(gòu)筑及其光催化析氫性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
        3.2.2 表征儀器
        3.2.3 氧化石墨烯/Sm³⁺/卟啉(GO-Sm-DPDPP)納米復(fù)合物的制備
        3.2.4 工作電極的制備及光電性能測(cè)試與光催化性能檢測(cè)
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 小結(jié)
第四章 界面鉚合多相單分散納米釩酸鑭石墨烯/C₃N₄復(fù)合物的制備及其光催化析氫性能
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑
        4.2.2 表征儀器
        4.2.3 氧化石墨烯/g-C₃N₄/釩酸鑭(GO-C3N4-LaVO4)納米復(fù)合物的制備
        4.2.4 工作電極的制備及電化學(xué)性能測(cè)試
        4.2.5 光催化性能檢測(cè)
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 小結(jié)
第五章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文情況



本文編號(hào)：3847814