隨著化石能源的日益枯竭,開(kāi)發(fā)可再生清潔能源刻不容緩。氫氣具有熱燃燒值高,清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),是一種理想的能源載體�；茉粗卣�、電催化分解水以及光催化分解水等是幾種常見(jiàn)的制氫方法。其中,光催化分解水能夠利用豐富的太陽(yáng)能制氫,被認(rèn)為是一種非常具有應(yīng)用前景的技術(shù)。制備出高效催化劑是決定光催化產(chǎn)氫能否實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的關(guān)鍵。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一種二維層狀結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料,具有廉價(jià)易得、光吸收系數(shù)高等優(yōu)勢(shì)。然而,較高的載流子復(fù)合率以及有限的可見(jiàn)光吸收(<460 nm)等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了g-C₃N₄的產(chǎn)氫性能。同時(shí),在產(chǎn)氫過(guò)程中,通常需要擔(dān)載貴金屬助催化劑Pt提高產(chǎn)氫速率。針對(duì)載流子復(fù)合嚴(yán)重以及有限的可見(jiàn)光吸收問(wèn)題,本文將氧化石墨烯(GO)與g-C₃N₄進(jìn)行插層復(fù)合改善了g-C₃N₄光生載流子復(fù)合嚴(yán)重問(wèn)題,通過(guò)曙紅染料敏化擴(kuò)展g-C₃N₄的可見(jiàn)光吸收。通過(guò)擔(dān)載PtNi以及Pt...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 太陽(yáng)能光催化分解水制氫的基本原理
    1.3 石墨相氮化碳(g-C₃N₄)材料可見(jiàn)光催化產(chǎn)氫的研究進(jìn)展
        1.3.1 石墨相氮化碳的研究背景
        1.3.2 石墨相氮化碳的晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.3 石墨相氮化碳的光電性質(zhì)
        1.3.4 石墨相氮化碳的制備方法
        1.3.5 石墨相氮化碳的修飾與改性
    1.4 石墨相氮化碳材料中助催化劑的研究進(jìn)展
        1.4.1 貴金屬助催化劑
        1.4.2 非貴金屬助催化劑
    1.5 本課題的研究意義及主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 主要化學(xué)試劑及儀器
    2.2 催化劑的物相表征
        2.2.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.2.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 紫外可見(jiàn)吸收光譜儀(UV-Vis)
        2.2.5 元素分析儀
        2.2.6 比表面分析儀(BET)
        2.2.7 穩(wěn)態(tài)-瞬態(tài)熒光光譜儀(PL)
        2.2.8 X射線光電子能譜儀(XPS)
    2.3 光電化學(xué)性能測(cè)試
    2.4 可見(jiàn)光催化產(chǎn)氫性能測(cè)試
第三章 染料敏化g-C₃N₄/Pt/GO復(fù)合催化劑中電子傳輸通道構(gòu)建及其可見(jiàn)光產(chǎn)氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 催化劑的制備
        3.2.2 催化劑的表征
        3.2.3 光電化學(xué)性能測(cè)試
        3.2.4 可見(jiàn)光催化產(chǎn)氫性能測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑的晶型結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 催化劑的形貌結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 催化劑的化學(xué)價(jià)態(tài)分析
        3.3.4 催化劑的光譜吸收和孔隙度分析
        3.3.5 催化劑的光解水產(chǎn)氫活性評(píng)價(jià)分析
        3.3.6 催化劑產(chǎn)氫活性提高的機(jī)理分析
        3.3.7 染料敏化光解水產(chǎn)氫的機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Pt基合金助催化劑修飾提升染料敏化g-C₃N₄/GO復(fù)合催化劑可見(jiàn)光產(chǎn)氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 催化劑的制備
        4.2.2 催化劑的表征
        4.2.3 光電化學(xué)性能測(cè)試
        4.2.4 可見(jiàn)光催化產(chǎn)氫性能測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑的晶型結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 催化劑的形貌結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 催化劑的化學(xué)價(jià)態(tài)分析
        4.3.4 催化劑的光解水產(chǎn)氫活性評(píng)價(jià)分析
        4.3.5 催化劑的光吸收性能分析
        4.3.6 催化劑的熒光和光電流i-t曲線分析
        4.3.7 染料敏化光解水產(chǎn)氫的機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 問(wèn)題與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
致謝



本文編號(hào)：3966665