發(fā)布時(shí)間：2017-06-25 07:02

  本文關(guān)鍵詞：石墨相氮化碳的改性與應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的光吸收區(qū)域與可見光部分重疊、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、原材料豐富、制備方法簡單,這些優(yōu)點(diǎn)使其備受青睞。本文立足前人的研究,得到了三種改性后的g-C_3N_4,采用BET、固體紫外可見漫反射光譜(DRS)、Raman光譜(Raman)、掃描電鏡(SEM)、X射線光電子能譜分析(XPS)、透射電鏡(TEM)和X射線衍射(XRD)等對(duì)所制備材料的結(jié)構(gòu)以及性能進(jìn)行了表征。論文的主要研究內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1.通過高速剪切法成功制備了單層g-C_3N_4納米片,納米片直徑在50~130nm范圍內(nèi),厚度大約0.7 nm。單層g-C_3N_4納米片降解Rh B的速率常數(shù)是塊狀g-C_3N_4的4.2倍。高速剪切法制備單層g-C_3N_4納米片有產(chǎn)率高、水中分散性較好等優(yōu)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)部分剝離的g-C_3N_4在工業(yè)上有更好的應(yīng)用前景。2.在不同金屬氯化物中合成了不同性能的g-C_3N_4,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明g-C_3N_4的結(jié)晶性、帶隙、溶解性、光催化性能都有一定程度的改變。在KCl中600℃煅燒得到的g-C_3N_4結(jié)晶性最好,Li Cl中合成的g-C_3N_4帶隙最小,Ca Cl2中合成的g-C_3N_4溶解性能最佳。當(dāng)煅燒溫度為500℃時(shí)CaCl2中生成的g-C_3N_4光催化性能最佳,當(dāng)煅燒溫度為600℃時(shí)KCl中生成的g-C_3N_4光催化性能最好。G-500Ca,G-600K兩種樣品其光催化降解Rh B的速率常數(shù)分別為0.01789和0.0274,而相同質(zhì)量在500℃和600℃下直接合成的g-C_3N_4分解速率常數(shù)分別為0.01039和0.01768。3.利用水熱法制備了g-C_3N_4量子點(diǎn),將該量子點(diǎn)與1mol/L葡萄糖溶液混合,在180℃水熱10h得到了碳凝膠,經(jīng)炭化以及活化后得到了直徑大約9μm的活性炭球。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加g-C_3N_4量子點(diǎn)后活性炭球的產(chǎn)率、石墨化程度、比表面積等都有一定程度的提高,與此同時(shí)g-C_3N_4量子點(diǎn)作為一種摻氮試劑,大幅度提高了材料的含氮量。通過循環(huán)伏安法、交流阻抗、恒流充放電等電化學(xué)表征方法,發(fā)現(xiàn)AC~(-1)的阻抗性能極為優(yōu)異,當(dāng)電流密度為2Ag~(-1)時(shí)質(zhì)量比電容為281Fg~(-1),在10Ag~(-1)是電容保留率為91.6%。
【關(guān)鍵詞】：石墨相氮化碳 高速剪切 超級(jí)電容器 光催化劑 羅丹明B
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ127.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 氮化碳(C_3N_4)的簡介10-12
• 1.2.1 C_3N_4的歷史10-11
• 1.2.2 C_3N_4材料的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.3 g-C_3N_4的制備方法12-14
• 1.3.1 高溫聚合法12-13
• 1.3.2 高溫高壓法13
• 1.3.3 溶劑熱法13-14
• 1.3.4 沉積法14
• 1.4 g-C_3N_4的應(yīng)用14-18
• 1.4.1 催化領(lǐng)域14-16
• 1.4.2 環(huán)境檢測16-17
• 1.4.3 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用17
• 1.4.4 能源領(lǐng)域17-18
• 1.5 g-C_3N_4的改性18-21
• 1.5.1 微觀結(jié)構(gòu)調(diào)整18-20
• 1.5.2 g-C_3N_4表面負(fù)載金屬20
• 1.5.3 無機(jī)元素?fù)诫s20-21
• 1.5.4 負(fù)載金屬氧化物21
• 1.6 選題根據(jù)、研究方向以及創(chuàng)新點(diǎn)21-24
• 1.6.1 選題根據(jù)21-22
• 1.6.2 研究方向22
• 1.6.3 創(chuàng)新點(diǎn)22-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分24-33
• 2.1 主要試劑及儀器設(shè)備24-25
• 2.1.1 主要試劑及原料24-25
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備25
• 2.2 材料的結(jié)構(gòu)表征以及形貌分析方法25-27
• 2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)25-26
• 2.2.2 原子力顯微鏡(AFM)26
• 2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)26
• 2.2.4 X射線衍射分析(XRD)26
• 2.2.5 X射線光電子能譜儀(XPS)26-27
• 2.2.6 拉曼光譜(Raman)27
• 2.2.7 固體紫外可見漫反射光譜(DRS)27
• 2.3 光催化性能的測試和超級(jí)電容器電化學(xué)性能測試27-32
• 2.3.1 光催化性能的測試27-29
• 2.3.2 超級(jí)電容器電極片的制備29
• 2.3.3 超級(jí)電容器電化學(xué)性能測試29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 高速剪切法快速剝離g-C_3N_4及其光催化性能33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-34
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)室制備g-C_3N_4粉末33
• 3.2.2 單層g-C_3N_4納米片快速剝離33-34
• 3.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化34-35
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)34-35
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與結(jié)果35
• 3.4 單層g-C_3N_4納米片快速剝離35-39
• 3.4.1 微觀形貌分析35-36
• 3.4.2 晶體結(jié)構(gòu)以及光吸收性能分析36-38
• 3.4.3 光催化性能研究38-39
• 3.5 多層g-C_3N_4納米片快速剝離39-41
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)步驟39
• 3.5.2 光催化性能分析39-40
• 3.5.3 剪切后的懸浮液穩(wěn)定性研究40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第4章 金屬氯化物輔助制備g-C_3N_4及其光催化性能42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分42-43
• 4.2.1 材料的合成42-43
• 4.2.2 光催化性能檢驗(yàn)43
• 4.3 材料的表征43-48
• 4.3.1 微觀形貌分析43-44
• 4.3.2 XRD分析結(jié)果44-46
• 4.3.3 光學(xué)性能分析46-47
• 4.3.4 光催化性能分析47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第5章 g-C_3N_4改性葡萄糖基活性炭材料及其超級(jí)電容器性能50-62
• 5.1 引言50
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分50-51
• 5.2.1 g-C_3N_4量子點(diǎn)的制備50-51
• 5.2.2 含氮多孔活性炭的制備51
• 5.3 結(jié)果與討論51-61
• 5.3.1 產(chǎn)率的分析51-52
• 5.3.2 微觀形貌分析52-53
• 5.3.3 樣品的XRD分析53-54
• 5.3.4 Raman測試分析54-55
• 5.3.5 X射線光電子能譜分析55-56
• 5.3.6 BET分析56-58
• 5.3.7 樣品的電化學(xué)性能分析58-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-74
• 致謝74-75
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果75

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本文編號(hào)：481143