21世紀(jì)以來原子能工業(yè)得到快速發(fā)展,在天然鈾采冶、核燃料加工和乏燃料處理處置等過程中會不可避免的產(chǎn)生大量含鈾廢水,由此帶來的放射性污染風(fēng)險是全球特別是有核國家所面臨最具挑戰(zhàn)性的問題之一。光催化技術(shù)能夠利用自然界中最為常見的太陽能對污染物進行催化降解,在解決能源短缺與環(huán)境污染等問題中日益發(fā)揮重要角色。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)二維半導(dǎo)體材料作為光催化技術(shù)的重要載體具有較窄的帶隙、寬光譜響應(yīng)能力以及可調(diào)控的能帶結(jié)構(gòu)等諸多優(yōu)點,被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ墓獯呋牧现�。但與此同時,自身的結(jié)構(gòu)缺陷導(dǎo)致其存在光生載電子流復(fù)合率較高、對可見光吸收能力差以及電子傳輸效率低等問題。當(dāng)前針對放射性重金屬的光催化還原研究十分有限,因此開發(fā)新型綠色高效的光催化材料具有重要意義。本文通過量子點摻雜的方法優(yōu)化調(diào)控g-C₃N₄的能帶結(jié)構(gòu),改善其光電性能并促使光生電子與空穴結(jié)構(gòu)充分分離,從而提高光催化活性,最終實現(xiàn)對U(Ⅵ)的高效還原降解。本論文具體研究內(nèi)容如下:(1)通過硼氫化鈉還原法在氮化碳表面制備了尺寸為10 nm左右的Pt...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 光催化技術(shù)
        1.2.1 光催化技術(shù)的起源與發(fā)展
        1.2.2 光催化技術(shù)的反應(yīng)機理
        1.2.3 光催化技術(shù)的應(yīng)用
    1.3 石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的研究現(xiàn)狀及進展
        1.3.1 g-C₃N₄的結(jié)構(gòu)特點
        1.3.2 g-C₃N₄的合成方法
        1.3.3 g-C₃N₄的改性策略
    1.4 量子點(Quantum Dots)概述
        1.4.1 量子點的概念及特點
        1.4.2 量子點在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.5 論文的研究目的、意義及內(nèi)容
第二章 實驗試劑、儀器、方法以及材料表征
    2.1 實驗試劑與儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗方法
        2.2.1 光催化還原U(Ⅵ)的實驗步驟
        2.2.2 U(Ⅵ)的濃度測定
    2.3 材料表征
        2.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 X射線粉末衍射儀(XRD)
        2.3.4 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.6 紫外漫反射光譜(UV-vis DRS)
        2.3.7 光致發(fā)光光譜(PL)
        2.3.8 光電化學(xué)測試
第三章 Pt量子點修飾g-C₃N₄光催化還原U(Ⅵ)的性能及機理研究
    3.1 引言
    3.2 材料合成方法
        3.2.1 g-C₃N₄材料的合成
        3.2.2 Pt-C₃N₄材料的合成
    3.3 實驗過程與表征測試方法
        3.3.1 光催化還原U(Ⅵ)的實驗方法
        3.3.2 溶液中U(Ⅵ)的濃度測定
        3.3.3 材料表征與光電性能測試
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 形貌結(jié)構(gòu)分析
        3.4.2 XRD分析
        3.4.3 FT-IR分析
        3.4.4 實驗結(jié)果分析
        3.4.5 XPS分析
        3.4.6 能帶結(jié)構(gòu)分析
        3.4.7 光電性能分析
        3.4.8 光催化機理分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 碳量子點修飾g-C₃N₄光催化還原U(Ⅵ)的性能及機理研究
    4.1 引言
    4.2 材料合成方法
        4.2.1 碳量子點的合成
        4.2.2 CQDs/g-C₃N₄材料的合成
    4.3 實驗過程與表征測試方法
        4.3.1 光催化還原U(Ⅵ)的實驗方法
        4.3.2 溶液中U(Ⅵ)的濃度測定
        4.3.3 材料表征與光電性能測試
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 形貌結(jié)構(gòu)分析
        4.4.2 XRD分析
        4.4.3 FT-IR分析
        4.4.4 實驗結(jié)果分析
        4.4.5 XPS分析
        4.4.6 能帶結(jié)構(gòu)分析
        4.4.7 光電性能分析
        4.4.8 光催化機理分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 氧化鉬量子點修飾g-C₃N₄光催化還原U(Ⅵ)的性能及機理研究
    5.1 引言
    5.2 材料合成方法
        5.2.1 MoO₃量子點的合成
        5.2.2 g-C₃N₄材料的合成
        5.2.3 MoO₃ QDs/g-C₃N₄材料的合成
    5.3 實驗過程與表征測試方法
        5.3.1 光催化還原U(Ⅵ)的實驗方法
        5.3.2 溶液中U(Ⅵ)的濃度測定
        5.3.3 材料表征與光電性能測試
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 形貌結(jié)構(gòu)分析
        5.4.2 XRD分析
        5.4.3 FT-IR分析
        5.4.4 實驗結(jié)果分析
        5.4.5 XPS分析
        5.4.6 能帶結(jié)構(gòu)分析
        5.4.7 光電性能分析
        5.4.8 光催化機理分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果
參考文獻



本文編號：3925677