發(fā)布時間：2023-04-29 01:24

　　半導體光催化技術(shù)因其方便、高效、環(huán)保等優(yōu)點,能有效解決染料廢液無節(jié)制排放造成的水污染問題。二氧化鈦(Ti O₂)和氮化碳(g-C₃N₄)因成本低、無毒、環(huán)保等優(yōu)點而備受關(guān)注。但光生電子空穴對分離效率低和電荷遷移率慢是其光催化活性差的主要原因。在眾多解決方法中,合理設(shè)計與半導體量子點耦合成異質(zhì)結(jié)是實現(xiàn)快速電荷轉(zhuǎn)移和減少載流子復合的有效方法之一。因此,有必要尋找一種便宜、無毒的半導體量子點。石墨烯量子點(GQDs)作為橫向尺寸在10 nm以下的新型碳納米材料,GQDs具有合成簡單、邊界效應獨特等優(yōu)點,使其廣泛應用于生物傳感器、生物醫(yī)學、太陽能光伏器件和光催化等領(lǐng)域。本文采用一步水熱法制備了磷摻雜石墨烯量子點(P-GQDs)和氮磷共摻石墨烯量子點(NP-GQDs),并將其負載到Ti O₂或g-C₃N₄表面得到復合光催化劑,研究了其光催化性能。主要內(nèi)容如下:(1)將芘與磷酸氫二鈉作為原料,采用水熱法制備了P-GQDs,并將其負載到Ti O₂表...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化的原理
    1.3 光催化的應用
        1.3.1 降解水污染
        1.3.2 電解水產(chǎn)氫
        1.3.3 凈化污染空氣
    1.4 石墨烯量子點的結(jié)構(gòu)
    1.5 石墨烯量子點的性能
    1.6 石墨烯量子點的制備
        1.6.1 自上而下法
        1.6.2 自下而上法
    1.7 摻雜石墨烯量子點的制備
        1.7.1 氮摻雜石墨烯量子點的制備
        1.7.2 硫摻雜石墨烯量子點的制備
        1.7.3 磷摻雜石墨烯量子點的制備
        1.7.4 硼摻雜石墨烯量子點的制備
        1.7.5 氮硫共摻雜石墨烯量子點的制備
    1.8 石墨烯量子點的應用
        1.8.1 生物傳感器
        1.8.2 生物成像
        1.8.3 光電器件
        1.8.4 光催化
    1.9 本文的選題背景和研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗藥品和設(shè)備儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 設(shè)備儀器
    2.2 材料表征
        2.2.1 TEM晶體形貌分析
        2.2.2 XRD晶體結(jié)構(gòu)分析
        2.2.3 XPS元素分析
        2.2.4 Raman物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析
        2.2.5 FT-IR表面官能團分析
        2.2.6 FL光致發(fā)光性能分析
        2.2.7 UV-vis吸收光譜性能分析
        2.2.8 電化學性能分析
        2.2.9 光化學反應儀
        2.2.10 氙燈光源
第三章 P-GQDs/ TiO₂ 光催化劑的制備及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 P-GQDs的制備
        3.2.2 P-GQDs/TiO₂ 光催化劑的制備
        3.2.3 光催化性能測試
    3.3 樣品表征與結(jié)果分析
        3.3.1 樣品的TEM分析
        3.3.2 樣品的XRD、FT-IR和 Raman分析
        3.3.3 樣品的XPS分析
        3.3.4 樣品的UV-vis和 PL分析
        3.3.5 GQDs和 P-GQDs的 UV-vis、PL和 Mott-Schottky分析
        3.3.6 樣品的光催化性能分析
        3.3.7 機理分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 NP-GQDs/g-C₃N₄ 光催化劑的制備及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 NP-GQDs的制備
        4.2.2 g-C₃N₄的制備
        4.2.3 NP-GQDs/g-C₃N₄ 光催化劑的制備
        4.2.4 光催化性能測試
    4.3 樣品表征與結(jié)果分析
        4.3.1 樣品的TEM分析
        4.3.2 樣品的XRD和 FT-IR分析
        4.3.3 樣品的XPS分析
        4.3.4 樣品的UV-vis、PL和光電流響應分析
        4.3.5 GQDs和 NP-GQDs的 UV-vis和 PL分析
        4.3.6 樣品的光催化性能分析
        4.3.7 機理分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 NP-GQDs/TiO₂ 光催化劑的制備及其光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 NP-GQDs的制備
        5.2.2 NP-GQDs/TiO₂ 光催化劑的制備
        5.2.3 光催化性能測試
    5.3 樣品表征與結(jié)果分析
        5.3.1 樣品的TEM分析
        5.3.2 樣品的XRD和 FT-IR分析
        5.3.3 樣品的XPS分析
        5.3.4 樣品的UV-vis和 PL分析
        5.3.5 樣品的光催化性能分析
        5.3.6 機理分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
個人簡歷、申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
致謝



本文編號：3804875