隨著工業(yè)技術的發(fā)展,環(huán)境污染與能源短缺問題日趨嚴重。自光催化技術問世以來,由于其可以將太陽能轉(zhuǎn)換為化學能而備受關注。在光催化技術中,其發(fā)展的核心為光催化劑材料的發(fā)展。近年來光催化劑材料的快速發(fā)展為光催化技術在能源領域內(nèi)的應用提供了巨大的支持。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一種半導體聚合物光催化劑材料,其具有合適的能帶結(jié)構(gòu)(Eg=2.7 eV)、可見光響應能力、良好的熱穩(wěn)定性、制備方法簡單以及成本低廉等一系列優(yōu)點,被廣泛應用于光催化領域。但是g-C₃N₄也存在著一些固有的缺陷限制著其在光催化領域內(nèi)的發(fā)展,如比表面積較小、光生電子-空穴易復合以及可見光響應能力弱等缺點。基于以上分析,本文利用簡單的摻入不同雜質(zhì)原子的方法來改善g-C₃N₄光催化劑的光催化活性,如增大其比表面積,抑制其光生電子-空穴的復合以及增強可見光響應的能力等。具體的研究結(jié)果包括以下兩個方面:(1)采用尿素與磷酸二氫鈉為原料成功制備了具有空心多孔蠕蟲狀結(jié)構(gòu)的g-C₃N

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的與意義
    1.2 光催化反應
        1.2.1 光催化反應的基本原理
        1.2.2 影響光催化反應活性的因素
    1.3 光催化劑的分類及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 金屬氧化物光催化劑
        1.3.2 金屬硫化物光催化劑
        1.3.3 氮化物及氮氧化物光催化劑
    1.4 G-C₃N₄光催化劑
        1.4.1 g-C₃N₄的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
        1.4.2 g-C₃N₄的合成制備
        1.4.3 g-C₃N₄的改性方法
        1.4.4 g-C₃N₄在光催化領域內(nèi)的應用
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第2章 實驗原料與表征方法
    2.1 實驗試劑及儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 表征手段和測試方法
        2.2.1 X射線衍射(XRD)
        2.2.2 X射線光電子譜(XPS)
        2.2.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.5 紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)
        2.2.6 紫外光電子能譜(UPS)
        2.2.7 熒光光譜和時間分辨熒光光譜
        2.2.8 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.2.9 孔徑分布與比表面積(BET)測量
        2.2.10 電子順磁共振波譜儀(EPR)
        2.2.11 光電化學性質(zhì)測試
        2.2.12 光催化產(chǎn)氫性能測試
第3章 具有空心多孔蠕蟲狀結(jié)構(gòu)的G-C₃N₄光催化劑產(chǎn)氫性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 g-C₃N₄的制備
        3.2.2 空心多孔蠕蟲狀結(jié)構(gòu)的g-C₃N₄光催化劑的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)與微觀形貌分析
        3.3.2 光學及光電化學性能分析
        3.3.3 光催化分解水產(chǎn)氫性能分析
        3.3.4 光催化分解水產(chǎn)氫機理分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 硫摻雜對G-C₃N₄光催化劑材料的光催化產(chǎn)氫性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品
        4.2.2 硫摻雜g-C₃N₄光催化劑的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)和微觀形貌分析
        4.3.2 光學及光電化學性能分析
        4.3.3 光催化產(chǎn)氫性能分析
        4.3.4 光催化產(chǎn)氫機理分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3843245