半導體光催化技術在光解水制氫制氧、污染物消除和二氧化碳還原等領域具有廣泛的應用前景,是解決當前全球能源短缺和環(huán)境污染問題的理想途徑之一。作為一種不含金屬組分的聚合物半導體光催化劑,石墨相氮化碳(CN)因其成本低廉、合成方法簡便、結構穩(wěn)定、無毒及帶隙可調控等優(yōu)點引起了研究者的極大關注。然而,由于聚合物材料的特性,CN光催化劑的光生電子-空穴復合嚴重,這極大制約了CN的光催化應用。在本論文中,為了提高CN光催化劑的載流子分離效率,我們原位合成了氧化鈰(CeO₂)量子點(QDs)錨定的一維CN納米管材料,并探究了這種零維(0D)/一維(1D)異質結光解水產氫活性和光催化活性增強機制。本論文的主要研究結果如下:(1)首先通過超分子聚集體熱縮聚法成功地制備了1D的硫摻雜氮化碳納米管(SCN NTs);然后采用原位沉積沉淀法將CeO₂ QDs擔載到1D的SCN納米管上,形成了Ⅱ型CeO₂/SCN異質結。催化劑的結構和形貌表征結果表明,2-3 nm的CeO₂ QDs均勻地分布在SCN NTs的內部或外部,提供了高...

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化機理
        1.2.1 半導體的光催化過程
        1.2.2 光催化分解水產氫機理
    1.3 納米材料
        1.3.1 零維納米材料
        1.3.2 一維納米材料
        1.3.3 二維納米材料
        1.3.4 三維納米材料
    1.4 石墨相氮化碳(CN)
        1.4.1 石墨相氮化碳(CN)的基本性質
        1.4.2 石墨相氮化碳(CN)的制備
            1.4.2.1 熱聚合法
            1.4.2.2 固相法
            1.4.2.3 溶劑熱法
            1.4.2.4 電化學沉積法
            1.4.2.5 熔鹽法
        1.4.3 石墨相氮化碳(CN)的改性
            1.4.3.1 元素摻雜
            1.4.3.2 形貌調控
            1.4.3.3 異質結構建
            1.4.3.4 缺陷引入
        1.4.4 石墨相氮化碳(CN)的應用
            1.4.4.1 光催化分解水制氫和制氧
            1.4.4.2 污染物降解
            1.4.4.3 CO₂還原
            1.4.4.4 細菌消毒
            1.4.4.5 有機合成
    1.5 金屬氧化物材料
    1.6 選題的研究目的和意義
第2章 熱縮聚-原位沉積法合成氧化鈰量子點修飾的氮化碳納米管材料
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 主要原料及試劑
        2.2.2 主要儀器及設備
        2.2.3 CeO₂ QDs/SCN NTs復合光催化劑的制備
        2.2.4 光催化劑的表征技術
    2.3 結果與討論
    2.4 本章小結
第3章 氧化鈰量子點修飾的氮化碳納米管的光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 主要原料及試劑
        3.2.2 主要儀器及設備
        3.2.3 光催化劑的表征技術
        3.2.4 光催化反應
    3.3 結果與討論
    3.4 本章小結
第4章 結論與展望
    4.1 結論
    4.2 展望
參考文獻
個人簡介
致謝
在校期間公開發(fā)表論文及科研情況



本文編號：3765132