石墨相氮化碳形貌调控与分子掺杂改性及制氢性能研究

发布时间：2025-06-28 02:19

　　21世纪以来,化石能源的枯竭和环境污染日趋严重,严重阻碍了人类社会的高速发展。如何开发清洁的可再生能源是当今社会的重要的研究方向之一。氢能作为一种高效,绿色无污染的可再生能源,是一种具有极大发展前景的二次能源。相比于传统的制氢手段,光催化制氢作为一种新兴的制氢方法,因其通过转化来源广泛的太阳能而备受关注。而光催化技术最为关键的便是光催化剂的合成。在众多光催化剂中,石墨相氮化碳作为新型的无机非金属光催化剂,因其具有良好的稳定性,合适的带隙宽度,而受到人们的广泛关注,一直是领域内的研究热点。本论文通过熔盐热合成七嗪环结构的石墨相氮化碳,经过一系列的实验探索,制备出了性能优异的七嗪环结构石墨相氮化碳。结合表征测试和性能测试对合成的七嗪环结构的石墨相氮化碳材料的结构、性能及构效关系进行研究。通过调节原料和盐的比例、反应温度及时间等一系列实验参数,制备了纳米棒结构石墨相氮化碳,并深刻研究了各项实验参数对其生长过程和形貌的影响,结合制氢测试,确定了熔盐法合成七嗪环结构的石墨相氮化碳的最佳工艺参数。再利用草酸铵改性热聚法石墨相氮化碳光催化剂,研究发现草酸铵的加入能够参与三聚氰胺的缩聚过程,从而在石墨相...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图5Ag/g-C3N4循环使用次数对罗丹明B的降解率的影响Fig．5EffectofAg/g-C3N4cycletimes

图5Ag/g-C3N4循环使用次数对罗丹明B的降解率的影响Fig．5EffectofAg/g-C3N4cycletimesonthedegradationrateofrhodamineB4结论1)利用光诱导法可以将硝酸银还原成银使其负载在g-C3N4表面上，表明光诱导法合成Ag/....

图1-1半导体光催化反应机理Fig.1-1Schematicillustrationofthebasicmechanismofphotocatalyticreactiononsemiconductorphotocatalyst.

哈尔滨工业大学理学硕士论文与空穴的复合，同吋也是氧化剂，可以氧化已羟基化的中间产物，是表面羟基的另一个来源。半导体的光催化产氢过程主要依靠光生电子与水之间的相互作用，光生电子有较强的还原能力，因此可以还原水产生氢气。如图1-1所示为典型光催化材料TiO2的光催化反应历程。由....

图1-2石墨相氮化碳的两种结构单元（a）三嗪环;（b）七嗪环Fig.1-2Twochemicalstructureofg-C3N4(a)triazine;(b)tri-s-triazine.

.2石墨相氮化碳概述氮化碳最早发现于1985年，Liu和Cohen基于β-Si3N4的晶体结构，Si，在局域态密度近似下采用第一性赝势能带法理论上预言了β-C3体的存在[27]。1996年，Teter和Hemley根据第一性原理推断出氮化结构类型，分别为....

图1-3热缩聚生成石墨相氮化碳反应历程

哈尔滨工业大学理学硕士论文Zhu等[34-35]以环己烷为溶剂，Ni为催化剂，三聚氰酰氯和钠为反应物，通过改变反应温度和压力，分别合成出了具有一维结构的g-C3N4纳米管、纳米棒和g-C3N4微球。在溶剂热反应过程中加入适当的模板剂，还可以对g-C3N4进行进一步的微观....

本文编号：4054267