能源危機(jī)和環(huán)境惡化是當(dāng)前人類社會所面臨的兩個重大問題,利用可再生資源制備清潔無污染、并可持續(xù)利用的新能源是解決上述問題的有效途徑之一。氫能被普遍認(rèn)為是21世紀(jì)最有潛力的替代能源,利用太陽能驅(qū)動水分解產(chǎn)氫被廣泛研究。與此同時,光/光電催化去除大氣污染物也是解決環(huán)境問題的理想手段。半導(dǎo)體光電催化技術(shù)作為一種高效綠色的凈化手段,具有高效、無毒、易回收等優(yōu)點,在分解水制氫、降解污染物等方面顯示出了極大的優(yōu)勢。目前光電催化劑受到禁帶寬度過大、光生電子-空穴復(fù)合率高、比表面積小等因素的制約,反應(yīng)效率較低。而且電極材料的制備成本較高、光電轉(zhuǎn)換效率低、靈活性較差,難以滿足實際應(yīng)用過程中復(fù)雜的環(huán)境要求。針對以上問題,我們利用不銹鋼網(wǎng)做電極基底,通過微波法合成光催化半導(dǎo)體與碳納米管及石墨烯等碳材料的復(fù)合材料,與不銹鋼網(wǎng)結(jié)合,共同構(gòu)建三維網(wǎng)狀復(fù)合電極材料。研究了不同形貌結(jié)構(gòu)的催化劑材料與不銹鋼網(wǎng)的結(jié)合力,機(jī)械穩(wěn)定性,以及在光電催化產(chǎn)氫和氧化一氧化氮反應(yīng)中的性能。提出了一維納米線結(jié)構(gòu)的光催化劑與不銹鋼網(wǎng)共同構(gòu)建三維網(wǎng)狀光電極,具有優(yōu)異的光生電荷轉(zhuǎn)移速率,超強(qiáng)的柔韌性,大大提高了光電轉(zhuǎn)換效率。此外,還開發(fā)了一種...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 能源和環(huán)境問題現(xiàn)狀
        1.1.2 能源和環(huán)境問題解決途徑
        1.1.3 納米材料在能源和環(huán)境中的應(yīng)用
    1.2 半導(dǎo)體光催化和光電催化的基本原理
        1.2.1 光催化的基本原理
        1.2.2 光電催化的基本原理
    1.3 光催化/光電催化研究現(xiàn)狀及問題
        1.3.1 光催化技術(shù)在產(chǎn)氫中的應(yīng)用
        1.3.2 光催化技術(shù)在去除NOx中的應(yīng)用
        1.3.3 光電氧化、還原技術(shù)的應(yīng)用
        1.3.4 光電催化反應(yīng)的影響因素
        1.3.5 存在問題及發(fā)展方向
    1.4 微波合成納米材料
        1.4.1 微波水相合成
        1.4.2 微波氣固相合成
    1.5 選題意義及研究內(nèi)容
第2章 實驗試劑與儀器
    2.1 實驗原料和設(shè)備
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器與設(shè)備
    2.2 材料結(jié)構(gòu)性質(zhì)的表征方法
        2.2.1 X射線衍射譜(XRD)
        2.2.2 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.2.5 氮氣吸附-脫附等溫線(BET)
        2.2.6 熒光光譜(PL)
        2.2.7 拉曼光譜(Raman)
        2.2.8 紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)
        2.2.9 光電化學(xué)測試
    2.3 光電催化產(chǎn)氫性能測試
    2.4 光電催化NO氧化性能測試
第3章 硫化鎘納米棒柔性光陽極材料的制備及光電催化產(chǎn)氫性能的研究
    3.1 引言
    3.2 電極材料的制備
    3.3 催化劑的物相結(jié)構(gòu)表征
    3.4 催化劑光催化性能表征
    3.5 本章小結(jié)
第4章 g-C₃N₄/graphene電極材料的制備及光電氧化NO協(xié)同產(chǎn)氫的性能研究
    4.1 引言
    4.2 電極材料的制備
    4.3 催化劑形貌結(jié)構(gòu)表征
    4.4 催化劑光學(xué)性質(zhì)及能帶結(jié)構(gòu)
    4.5 催化劑BET表征
    4.6 光電催化氧化NO及協(xié)同產(chǎn)氫性能測試
    4.7 本章小結(jié)
第5章 微波液相原位合成光催化劑/不銹鋼基底電極材料
    5.1 引言
    5.2 電極材料的制備
        5.2.1 不銹鋼網(wǎng)前期預(yù)處理
        5.2.2 微波液相表面原位生長光催化劑
        5.2.3 電極材料合成過程示意圖
    5.3 電極材料預(yù)處理形貌結(jié)構(gòu)表征
    5.4 電極材料形貌表征
    5.5 本章小結(jié)
第6章 微波氣固相優(yōu)化Pt/g-C₃N₄ 用于提高光催化產(chǎn)氫性能的研究
    6.1 引言
    6.2 催化劑的制備
        6.2.1 合成花球狀g-C₃N4

        6.2.2 光沉積負(fù)載Pt納米顆粒
        6.2.3 微波氣固相處理
    6.3 催化劑的形貌結(jié)構(gòu)表征
    6.4 催化劑光催化性能測試
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
個人簡介
攻讀學(xué)位期間取得的成果
致謝



本文編號：3977623

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