發(fā)布時(shí)間：2017-08-31 07:44

  本文關(guān)鍵詞：基于石墨烯納米結(jié)構(gòu)的制備與光催化分解水制氫研究

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 靜電紡絲 光催化 光生載流子 分解水 制氫

【摘要】：隨著人類社會(huì)對(duì)清潔能源的需求不斷增長(zhǎng),光催化分解水制氫已經(jīng)得到研究者的廣泛關(guān)注。擁有大π鍵共軛結(jié)構(gòu)的石墨烯能夠接受并很快傳遞電子,而且在可見光區(qū)的吸收強(qiáng)度也很高,這些性質(zhì)能夠提高石墨烯復(fù)合材料的光催化活性。Bi_2MO_6(M=W,Mo)是鈣鈦礦層狀結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料,其結(jié)構(gòu)使得它們?cè)诠獯呋矫嬗泻艽蟮膽?yīng)用潛力。因此石墨烯/Bi_2MO_6(M=W,Mo)復(fù)合材料的制備和其光催化分解水制氫性能的研究具有重要的價(jià)值。本論文中通過改進(jìn)的Hummers法制備了石墨烯,通過靜電紡絲技術(shù)合成了石墨烯/Bi_2WO_6復(fù)合納米纖維、納米帶,石墨烯/Bi_2MoO_6復(fù)合納米纖維;采用水熱法合成石墨烯/Bi_2WO_6復(fù)合材料。使用XRD、SEM、EDX、TEM、XPS、UV-Vis和PL等現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù),對(duì)樣品進(jìn)行了系統(tǒng)表征,此外,還測(cè)試了樣品的光催化分解水制氫性能,研究了同種物質(zhì)不同形貌的產(chǎn)氫效率和石墨烯的最佳摻雜比。結(jié)果表明:石墨烯/Bi_2WO_6復(fù)合納米纖維、納米帶、線團(tuán)和石墨烯/Bi_2MoO_6復(fù)合納米纖維的石墨烯的最佳參雜比分別為:6%、2%、5%和5%,對(duì)應(yīng)的H2產(chǎn)率分別為:935.27、492.21、716.03和794.72μmol·h~(-1)(催化劑用量為0.1 g),其H2產(chǎn)率分別是其對(duì)應(yīng)形貌的純Bi_2WO_6的5.8、2.5、6.2和2.9倍。提出了石墨烯/Bi_2MO_6(M=W,Mo)復(fù)合材料的光分解水制氫機(jī)理,得到一些有意義的結(jié)論,為石墨烯/半導(dǎo)體復(fù)合材料的研究奠定了一些基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 靜電紡絲 光催化 光生載流子 分解水 制氫
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36;TQ116.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-26
• 1.1 石墨烯的研究進(jìn)展及其在光催化分解水制氫方面的應(yīng)用9-12
• 1.1.1 石墨烯的簡(jiǎn)介及其制備方法研究9-11
• 1.1.2 石墨烯在光催化分解水制氫方面的應(yīng)用11-12
• 1.2 Bi_2MO_6(M=W, Mo)的研究進(jìn)展及其在光催化方面的應(yīng)用12-23
• 1.2.1 Bi_2WO_6的介紹12-13
• 1.2.2 Bi_2WO_6的制備方法研究及其在光催化方面的應(yīng)用13-16
• 1.2.3 Bi_2WO_6/石墨烯復(fù)合納米材料的研究進(jìn)展16-18
• 1.2.4 Bi_2MoO_6的介紹18-19
• 1.2.5 Bi_2MoO_6的制備方法研究及其在光催化方面的應(yīng)用19-21
• 1.2.6 Bi_2MoO_6/石墨烯復(fù)合納米材料的研究進(jìn)展21-23
• 1.3 靜電紡絲技術(shù)23-25
• 1.3.1 靜電紡絲技術(shù)的研究進(jìn)展23-25
• 1.4 本論文研究的目的與意義25-26
• 第二章 化學(xué)藥品、實(shí)驗(yàn)儀器及表征方法26-29
• 2.1 化學(xué)藥品26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器26
• 2.3 表征方法26-29
• 2.3.1 X射線衍射(XRD)分析26-27
• 2.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)分析27
• 2.3.3 透射電鏡顯微鏡(TEM)分析27
• 2.3.4 紫外-可見吸收光譜分析（UV-Vis）27
• 2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)分析27
• 2.3.6 熒光光譜分析27
• 2.3.7 BET比表面測(cè)試分析27
• 2.3.8 光分解水制氫性能測(cè)試27-29
• 第三章 Bi_2WO_6/RGO復(fù)合納米纖維的制備與性質(zhì)研究29-40
• 3.1 概述29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分29-31
• 3.2.1 石墨烯的制備29-30
• 3.2.2 前驅(qū)體溶液的配制30
• 3.2.3 PVP/RGO/Bi(NO_3)_3/(NH_4)_(10)W_(12)O_(41)復(fù)合納米纖維的制備30
• 3.2.4 Bi_2WO_6/RGO復(fù)合納米纖維的制備30-31
• 3.3 結(jié)果與討論31-37
• 3.3.1 X射線衍射(XRD)分析31-32
• 3.3.2 掃描電鏡(SEM)分析32-33
• 3.3.3 能譜(EDX)分析33
• 3.3.4 透射電鏡(TEM)分析33-34
• 3.3.5 X射線光電子能譜(XPS)分析34-35
• 3.3.6 紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)分析35-36
• 3.3.7 電化學(xué)阻抗(EIS)測(cè)試36-37
• 3.3.8 發(fā)射光譜(PL)分析37
• 3.4 光催化分解水制氫性能研究37-39
• 3.4.1 光催化分解水制氫性能測(cè)試37-38
• 3.4.2 光催化分解水制氫機(jī)理38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 Bi_2WO_6/RGO復(fù)合納米帶的制備與性質(zhì)研究40-48
• 4.1 概述40
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分40-41
• 4.2.1 前驅(qū)體溶液的配制40
• 4.2.2 PVP/RGO/Bi(NO_3)_3/(NH_4)_(10)W_(12)O_(41)復(fù)合納米帶的制備40-41
• 4.2.3 Bi_2WO_6/RGO復(fù)合納米帶的制備41
• 4.3 結(jié)果與討論41-46
• 4.3.1 X射線衍射(XRD)分析41-42
• 4.3.2 掃描電鏡(SEM)分析42-43
• 4.3.3 能譜(EDX)分析43-44
• 4.3.4 透射電鏡(TEM)分析44-45
• 4.3.5 紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)分析45
• 4.3.6 發(fā)射光譜(PL)分析45-46
• 4.4 光催化分解水制氫性能測(cè)試46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 Bi_2WO_6/RGO復(fù)合線團(tuán)的制備與性質(zhì)研究48-55
• 5.1 概述48
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分48
• 5.2.1 Bi_2WO_6/RGO復(fù)合線團(tuán)的制備48
• 5.3 結(jié)果與討論48-53
• 5.3.1 X射線衍射(XRD)分析48-49
• 5.3.2 掃描電鏡(SEM)和能譜分析(EDX)49-50
• 5.3.3 透射電鏡(TEM)分析50-51
• 5.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析51-52
• 5.3.5 紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)分析52
• 5.3.6 發(fā)射光譜(PL)分析52-53
• 5.4 光催化分解水制氫性能測(cè)試53-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 第六章 Bi_2MoO_6/RGO復(fù)合納米纖維的制備與性質(zhì)研究55-64
• 6.1 概述55
• 6.2 實(shí)驗(yàn)部分55-56
• 6.2.1 前驅(qū)體溶液的配制55
• 6.2.2 PVP/RGO/[(NH_4)_6Mo_7O_(24)+Bi(NO_3)_3]復(fù)合納米纖維的制備55-56
• 6.2.3 Bi_2MoO_6/RGO復(fù)合納米纖維的制備56
• 6.3 結(jié)果與討論56-62
• 6.3.1 X射線衍射(XRD)分析56-57
• 6.3.2 掃描電鏡(SEM)和能譜分析(EDX)57-59
• 6.3.3 透射電鏡(TEM)分析59-60
• 6.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析60-61
• 6.3.5 紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)分析61-62
• 6.4 光催化分解水制氫性能測(cè)試62
• 6.5 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 附錄73

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本文編號(hào)：764348