現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,選擇性氧化反應(yīng)是合成醛、亞砜、亞胺等高附加值有機(jī)中間體最有效的途徑之一,然而工業(yè)生產(chǎn)所需的高溫高壓條件,卻帶來了巨大的能耗以及環(huán)境污染。太陽能作為一種取之不盡的潔凈能源,能夠替代傳統(tǒng)化工過程中的熱能來驅(qū)動化學(xué)反應(yīng),而光催化選擇性氧化反應(yīng),可以作為一種條件溫和環(huán)境友好的化學(xué)品合成路徑,從而有效解決能耗和污染問題。然而,與傳統(tǒng)的熱催化氧化方法相比,光催化選擇性氧化反應(yīng)仍受制于低轉(zhuǎn)化率和低選擇性�；诖�,我們提出通過構(gòu)筑含有表面缺陷的二維光催化材料,提高活性氧物種的生成能力,進(jìn)而實現(xiàn)高效高選擇性的光催化選擇性氧化過程。本論文旨在以二維半導(dǎo)體光催化劑為研究對象,通過構(gòu)建空位、功能化分子和雜化結(jié)構(gòu)這類表面缺陷,優(yōu)化材料的光催化性能,在苯甲醇氧化、硫醚氧化和芐胺偶聯(lián)反應(yīng)中實現(xiàn)高效高選擇性的轉(zhuǎn)化過程。通過多種測試和表征手段研究缺陷的類型,并結(jié)合密度泛函理論計算揭示不同缺陷對光催化過程中光吸收、光激發(fā)電子-空穴對的分離傳輸和表面氧化還原反應(yīng)效率的影響�；谠敿�(xì)的構(gòu)效關(guān)系研究,本論文為二維材料表面缺陷設(shè)計以及光催化性能提升提供了新的思路。主要內(nèi)容分為以下三個方面:1.光催化氧化醇類生成醛... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 二維材料中的表面缺陷類型
        1.2.1 表面空位
        1.2.2 表面功能化修飾
        1.2.3 表面雜化結(jié)構(gòu)
        1.2.4 表面結(jié)構(gòu)扭曲
    1.3 表面缺陷的制備方法
        1.3.1 快速加熱相變法
        1.3.2 還原性或惰性氣氛高溫處理法
        1.3.3 化學(xué)還原法
        1.3.4 真空活化法
        1.3.5 紫外輻照法
        1.3.6 等離子體刻蝕法
        1.3.7 鋰離子誘導(dǎo)轉(zhuǎn)換法
        1.3.8 球磨法
    1.4 表面缺陷的表征
        1.4.1 電子自旋共振波譜
        1.4.2 球差校正掃描透射電子顯微圖像
        1.4.3 X射線光電子能譜
        1.4.4 同步輻射X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜
        1.4.5 拉曼光譜
        1.4.6 正電子湮沒譜
    1.5 缺陷調(diào)控的二維材料在光催化有機(jī)物轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用
        1.5.1 光催化醇類選擇性氧化反應(yīng)
        1.5.2 光催化硫化物磺化氧化反應(yīng)
        1.5.3 光催化胺類氧化偶聯(lián)反應(yīng)
        1.5.4 光催化二氧化碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)
    1.6 論文的選題與背景
    參考文獻(xiàn)
第2章 表面空位修飾的硫化銦制備及其在光催化醇氧化中的應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 材料合成
        2.2.2 材料表征
        2.2.3 密度泛函理論計算
        2.2.4 硫蒸氣熱處理
        2.2.5 氬氣氣氛熱處理
        2.2.6 電化學(xué)實驗
        2.2.7 電子自旋共振捕獲實驗
        2.2.8 氧分子活化測試
        2.2.9 可見光驅(qū)動的醇類光催化選擇性氧化
    2.3 結(jié)果分析與討論
        2.3.1 富硫空位的立方相In2S3納米片和貧硫空位的立方相In2S3納米片的表征
        2.3.2 密度泛函理論計算
        2.3.3 電化學(xué)測試和能帶結(jié)構(gòu)表征
        2.3.4 光生活性氧物種檢測
        2.3.5 對苯甲醇及其衍生物的光催化選擇性氧化性能測試
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 表面大分子修飾的硫化銦鋅制備及其在光催化硫醚氧化中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料合成
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 電子自旋共振捕獲實驗
        3.2.4 紫外法ABDA檢測單線態(tài)氧
        3.2.5 電化學(xué)實驗
        3.2.6 可見光驅(qū)動的硫醚光催化選擇性氧化
    3.3 結(jié)果分析與討論
2S₄納米片和原始ZnIn₂S₄納米片的表征">        3.3.1 表面電子傳導(dǎo)抑制結(jié)構(gòu)ZnIn₂S₄納米片和原始ZnIn₂S₄納米片的表征
        3.3.2 電化學(xué)、紫外吸收和熒光發(fā)射光譜測試
        3.3.3 光生活性氧物種檢測
        3.3.4 對硫醚的光催化選擇性氧化性能測試
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 表面雜化結(jié)構(gòu)修飾的溴氧化鉍制備及其在光催化芐胺偶聯(lián)中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料合成
        4.2.2 材料表征
        4.2.3 電化學(xué)實驗
        4.2.4 電子自旋共振捕獲實驗
        4.2.5 氧分子活化測試
        4.2.6 可見光驅(qū)動的醇類光催化選擇性氧化
    4.3 結(jié)果分析與討論
3O₄Br納米片和原始Bi₃O₄Br納米片的表征">        4.3.1 表面雜化結(jié)構(gòu)修飾的Bi₃O₄Br納米片和原始Bi₃O₄Br納米片的表征
        4.3.2 電化學(xué)測試
        4.3.3 光生活性氧物種檢測
        4.3.4 對芐胺及其衍生物的光催化選擇性氧化性能測試
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 全文總結(jié)與展望
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
致謝



本文編號：3163393