石墨相氮化碳(g-C3N4)是一種非金屬聚合物半導(dǎo)體材料,具有合適的能帶位置、可見光活性以及穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì),這些特性使其成為光催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而,塊狀的g-C3N4存在比表面積小、活性位點(diǎn)少以及載流子復(fù)合率高等問題,嚴(yán)重限制其光催化活性的提升。對此,本文以設(shè)計并制備高效的g-C3N4基光催化劑為出發(fā)點(diǎn),通過形貌調(diào)控制備高表面積且富含活性位點(diǎn)的g-C3N4,并使之與過渡金屬硫化物MoS2復(fù)合,促進(jìn)載流子分離,實(shí)現(xiàn)其光催化活性的提升。具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)利用三聚氰胺和三聚氰酸之間的氫鍵自組裝,經(jīng)冷凍干燥得到超分子前驅(qū)體,并且通過優(yōu)化煅燒溫度,制備了由超薄納米片組裝而成的三維多孔的g-C3N4(DCN)。通過一系列表征證明了 DCN具有更大的表面積(112.3 m2 g-1)、豐富的邊緣活性位點(diǎn)、更高的導(dǎo)帶能級和有效的載流子分離,從而表現(xiàn)出了顯著提升的光催化產(chǎn)氫性能。在可見光(λ≥420 nm)照射下,DCN的光催化產(chǎn)氫速率達(dá)到了 9.4 mmol h-1 g-1,相比塊狀g-C3N4提高了 16 倍。(2)采用簡單的水熱法制備了鈷摻雜的1T-MoS2(CDM),并通過超聲...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 光催化產(chǎn)氫技術(shù)
        1.2.1 光催化反應(yīng)原理
        1.2.2 影響光催化的因素
        1.2.3 常見的半導(dǎo)體光催化劑
    1.3 g-C₃N₄概述
        1.3.1 g-C₃N₄的發(fā)展
        1.3.2 g-C₃N₄的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.3.3 g-C₃N₄的合成
        1.3.4 g-C₃N₄光催化劑的不足
    1.4 g-C₃N₄的改性
        1.4.1 形貌調(diào)控
        1.4.2 摻雜
        1.4.3 異質(zhì)結(jié)
    1.5 MoS₂/g-C₃N₄復(fù)合光催化劑
    1.6 選題的意義和研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)涉及主要試劑、設(shè)備、表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)涉及的主要試劑和設(shè)備
    2.2 樣品表征測試
        2.2.1 晶體結(jié)構(gòu)表征
        2.2.2 光譜分析
        2.2.3 形貌表征
        2.2.4 元素和結(jié)構(gòu)表征
        2.2.5 光電性能測試
        2.2.6 產(chǎn)氫測試
        2.2.7 比表面積和孔徑分布
第三章 三維g-C₃N₄的制備、表征及光解水制氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 樣品合成
        3.2.2 樣品的表征
        3.2.3 光催化性能測試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 微觀形貌、晶相、化學(xué)結(jié)構(gòu)
        3.3.2 光吸收、帶隙、光電性質(zhì)
        3.3.3 光解水產(chǎn)氫性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 CDM-D復(fù)合光催化劑的制備、表征及光解水制氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 樣品的合成
        4.2.2 樣品的表征
        4.2.3 光催化性能測試
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 晶相、化學(xué)結(jié)構(gòu)、光吸收
        4.3.2 光解水產(chǎn)氫性能
        4.3.3 復(fù)合材料光解水產(chǎn)氫機(jī)理探究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者與導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：4038359