環(huán)境污染和能源危機(jī)是全球面臨的兩個(gè)不可忽視的問題,尋找綠色無污染及可持續(xù)利用的新能源是解決兩大問題的可靠途徑。半導(dǎo)體光催化技術(shù)可以利用清潔的太陽光進(jìn)行污染物降解和分解水制氫,具有高效、綠色、無毒等優(yōu)點(diǎn),在解決這兩大問題方面展現(xiàn)出巨大的潛力。但是,大多數(shù)光催化劑存在著太陽光利用率低和量子效率低等缺點(diǎn),因此開發(fā)高效穩(wěn)定的半導(dǎo)體光催化劑是推進(jìn)該技術(shù)的關(guān)鍵。包括碳納米管在內(nèi)的碳納米材料具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)性能,在諸多領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。本文構(gòu)建了碳納米管基復(fù)合光催化劑體系,旨在提升光催化劑的活性,促進(jìn)其在污染物治理和新能源H₂析出中的應(yīng)用。本文對(duì)多壁碳納米管(CNT)進(jìn)行處理后,分別與半導(dǎo)體氮化碳納米帶(CNN)和碘氧化鉍(BiOI)復(fù)合,進(jìn)行了相關(guān)表征和光催化性能實(shí)驗(yàn),并探究了反應(yīng)機(jī)理,主要研究結(jié)果如下。采用溶劑熱和超聲法相結(jié)合的方法,制備了羥基化多壁碳納米管(HCNT)修飾的CNN復(fù)合光催化劑(HCNT/CNN),實(shí)現(xiàn)了對(duì)鹽酸四環(huán)素(TC)的高效穩(wěn)定降解和H₂的析出。表征分析表明,HCNT/CNN復(fù)合光催化劑具有光吸收范圍寬、光致發(fā)光強(qiáng)度低、...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 光催化技術(shù)
        1.2.1 光催化的基本原理
        1.2.2 光催化的應(yīng)用領(lǐng)域
    1.3 碳納米材料
        1.3.1 石墨烯
        1.3.2 碳量子點(diǎn)
        1.3.3 碳納米管
        1.3.4 其他碳納米材料
    1.4 基于碳納米管的復(fù)合光催化劑體系
        1.4.1 碳納米管/氮化碳復(fù)合光催化劑
        1.4.2 碳納米管/鹵氧化鉍復(fù)合光催化劑
        1.4.3 碳納米管/其他半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑
    1.5 研究目標(biāo)和內(nèi)容
        1.5.1 研究目標(biāo)
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 催化劑的表征方法
        2.2.1 形貌表征
        2.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        2.2.3 價(jià)態(tài)表征
        2.2.4 光學(xué)及能帶結(jié)構(gòu)表征
        2.2.5 電荷分離表征
    2.3 催化劑的性能測(cè)試方法
        2.3.1 光催化降解實(shí)驗(yàn)
        2.3.2 光催化析氫實(shí)驗(yàn)
        2.3.3 光催化析氧實(shí)驗(yàn)
第三章 羥基化碳納米管/氮化碳納米帶復(fù)合光催化劑增強(qiáng)光氧化、析氫效率的研究
    3.1 引言
    3.2 催化劑的制備
        3.2.1 純g-C₃N₄的制備
        3.2.2 CNN的制備
        3.2.3 復(fù)合光催化劑的制備
    3.3 催化劑的表征分析
        3.3.1 形貌分析
        3.3.2 結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 價(jià)態(tài)分析
        3.3.4 光學(xué)及能帶結(jié)構(gòu)分析
        3.3.5 電荷分離分析
    3.4 催化劑的光催化性能評(píng)價(jià)
        3.4.1 光催化降解模擬廢水性能測(cè)試
        3.4.2 光催化析氫性能測(cè)試
    3.5 催化劑催化反應(yīng)機(jī)理研究
        3.5.1 自由基捕獲實(shí)驗(yàn)
        3.5.2 光催化反應(yīng)機(jī)理
    3.6 本章小結(jié)
第四章 功能化碳納米管/碘氧化鉍復(fù)合光催化劑增強(qiáng)光氧化效率的研究
    4.1 引言
    4.2 催化劑的制備
        4.2.1 碳納米管的功能化
        4.2.2 復(fù)合催化劑的制備
    4.3 催化劑的表征分析
        4.3.1 形貌分析
        4.3.2 結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 價(jià)態(tài)分析
        4.3.4 光學(xué)及能帶結(jié)構(gòu)分析
        4.3.5 電荷分離分析
    4.4 催化劑的光催化性能評(píng)價(jià)
        4.4.1 光催化降解模擬廢水性能測(cè)試
        4.4.2 光催化析氧性能測(cè)試
    4.5 催化劑反應(yīng)機(jī)理研究
        4.5.1 自由基捕獲實(shí)驗(yàn)
        4.5.2 光催化反應(yīng)機(jī)理
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果和獎(jiǎng)勵(lì)
致謝



本文編號(hào)：3939008