基于金属—卟啉框架/二维碳材料的复合光催化剂性能研究

发布时间：2025-06-18 23:30

　　光催化降解污染物,可有效利用太阳能,实现废水中有机污染物的高效降解,是缓解环境和能源问题的重要手段。光催化技术的关键在于高效、稳定、低成本光催化剂的开发。本文选用金属-卟啉框架材料PCN-222(Zn)作为光催化剂主体,分别与两种二维碳材料石墨烯及石墨炔进行复合,制得复合光催化剂,实现了可见光下高效催化降解有机染料罗丹明B(Rh B),论文探讨了不同碳材料以及碳材料复合量对于催化剂性能的影响,具体研究内容包括:1.以氧化石墨烯(GO)为原料制备了吡啶-石墨烯(py GR);采用原位水热合成制备了PCN-222(Zn)分别与GO和py GR两种石墨烯衍生物的复合材料,对所得样品进行表征,对比研究了两种复合材料可见光下催化降解Rh B的性能,并对降解过程进行了动力学模拟;同等复合量的条件下,PCN-222(Zn)/py GR具有更优异的性能;探究了py GR复合量对于催化剂效率的影响,并通过捕获实验确定了反应过程中的主要活性中间体以及可能的光催化机理。对于PCN-222(Zn)/py GR复合材料,py GR的质量分数为1.2%时,材料催化性能最好,其反应动力学常数为PCN-222(Zn)的...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 文献综述
    1.1 课题背景
    1.2 光催化降解研究现状
        1.2.1 光催化降解原理
        1.2.2 光催化降解的研究进展
    1.3 金属-卟啉框架材料
        1.3.1 卟啉
        1.3.2 MPFs材料简介
        1.3.3 MPFs材料在光催化领域的应用
    1.4 二维碳材料在光催化领域的应用
        1.4.1 石墨烯在光催化领域的应用
        1.4.2 石墨炔在光催化领域的应用
    1.5 课题意义与研究内容
第2章 PCN-222(Zn)/石墨烯复合材料制备及其光催化性能研究
    引言
    2.1 实验部分
        2.1.1 主要原料与试剂
        2.1.2 主要实验仪器
        2.1.3 PCN-222(Zn)的合成
        2.1.4 pyGR的合成
        2.1.5 MPFs/石墨烯复合材料的制备
        2.1.6 有机中间体、卟啉配体以及复合光催化材料的表征
        2.1.7 光催化降解染料性能研究
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 卟啉中间体及配体的表征
        2.2.2 pyGR的表征
        2.2.3 复合光催化材料的表征
        2.2.4 光催化降解染料性能研究
    2.3 小结
第3章 PCN-222(Zn)/石墨炔复合材料的制备及其光催化性能研究
    引言
    3.1 实验部分
        3.1.1 主要原料与试剂
        3.1.2 主要实验仪器
        3.1.3 GD及 pyGD的合成
        3.1.4 MPFs/石墨炔复合材料的制备
        3.1.5 催化剂的表征
        3.1.6 光催化降解染料性能研究
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 GD及 pyGD的表征
        3.2.2 复合光催化材料的表征
        3.2.3 光催化降解染料性能研究
        3.2.4 PCN-222(Zn)/石墨烯与PCN-222(Zn)/石墨炔复合材料对比
    3.3 小结
第4章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
    4.3 创新点
参考文献
附录
发表论文参加科研情况说明
致谢



本文编号：4050502