具有類石墨層狀結(jié)構(gòu)的碳氮材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和可調(diào)的物理、化學(xué)性質(zhì),成為近年來人們研究的熱點(diǎn)。類石墨碳氮材料是獲得具有優(yōu)異光催化、光、電特性等性能材料的重要源泉,也是物理、材料研究領(lǐng)域的一個(gè)重要研究對(duì)象。碳氮材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與其碳、氮元素化學(xué)計(jì)量比密切相關(guān),可通過化學(xué)計(jì)量比的改變進(jìn)行調(diào)控。作為重要的光電催化、光電子器件、電池、生物醫(yī)學(xué)以及能源儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化材料,類石墨碳氮材料的能帶結(jié)構(gòu)、比表面積等因素對(duì)材料的性能有著重要的影響,理解其結(jié)構(gòu)、電子行為等也是材料應(yīng)用的基本科學(xué)問題。因此,通過調(diào)控碳氮材料的結(jié)構(gòu),揭示影響其性質(zhì)的關(guān)鍵因素,建立結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián),對(duì)獲得具有優(yōu)異性能的碳氮材料具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,這也是碳氮材料方向仍需研究的課題。壓力作為一種重要的熱力學(xué)參數(shù),可有效改變?cè)娱g距離和物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及調(diào)控電子結(jié)構(gòu)等。相比于其他調(diào)控方法（如摻雜、功能化等）,高壓是一種不引入雜質(zhì)的“干凈”的手段。本論文采用高壓手段,針對(duì)幾個(gè)典型的類石墨碳氮材料,圍繞材料的碳、氮化學(xué)配比調(diào)控、能帶結(jié)構(gòu)變化、比表面積以及π電子行為等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。取得以下研究結(jié)果:1.類石墨碳氮材料中碳、氮元素的化學(xué)... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

C2N制備過程與結(jié)構(gòu)

第一章緒論3圖1.2g-C3N4的結(jié)構(gòu)示意圖。g-C3N4的類石墨層狀結(jié)構(gòu)，決定其具有良好的熱、物理和化學(xué)穩(wěn)定性。研究表明，當(dāng)溫度達(dá)到620℃后，才開始熱分解，溫度超過680℃，完全分解，因此穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于一些其他化合物[42]。由于g-C3N4層間的范德華力作用，使其在普通溶劑，如，去離子水、乙醇、甲醇和丙酮等以及強(qiáng)酸強(qiáng)堿中都能保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)[43]。合成的g-C3N4一般為淡黃色粉末，2009年，Wang等人證實(shí)g-C3N4吸收帶邊為460nm，帶隙寬度約為2.7eV，具有光催化分解水制氫氣的能力[20]。1.2.2類石墨氮化碳的制備方法制備g-C3N4的方法有多種，常用的合成方法有，熱聚合成法[21]，溶劑熱合成法[44-46]，固相反應(yīng)法[47-49]，氣相沉積法[50-52]和電化學(xué)沉積法[53-54]等。其中熱聚合成法是最常用的制備方法，主要通過熱解含氮有機(jī)物，如單氰胺[55]、雙氰胺[56,57]、三聚氰胺[58,59]、尿素[60-62]和硫脲[63,64]等，如圖1.3所示。圖1.3不同類型前驅(qū)體熱聚制備g-C3N4的過程[65]。

第一章緒論3圖1.2g-C3N4的結(jié)構(gòu)示意圖。g-C3N4的類石墨層狀結(jié)構(gòu)，決定其具有良好的熱、物理和化學(xué)穩(wěn)定性。研究表明，當(dāng)溫度達(dá)到620℃后，才開始熱分解，溫度超過680℃，完全分解，因此穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于一些其他化合物[42]。由于g-C3N4層間的范德華力作用，使其在普通溶劑，如，去離子水、乙醇、甲醇和丙酮等以及強(qiáng)酸強(qiáng)堿中都能保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)[43]。合成的g-C3N4一般為淡黃色粉末，2009年，Wang等人證實(shí)g-C3N4吸收帶邊為460nm，帶隙寬度約為2.7eV，具有光催化分解水制氫氣的能力[20]。1.2.2類石墨氮化碳的制備方法制備g-C3N4的方法有多種，常用的合成方法有，熱聚合成法[21]，溶劑熱合成法[44-46]，固相反應(yīng)法[47-49]，氣相沉積法[50-52]和電化學(xué)沉積法[53-54]等。其中熱聚合成法是最常用的制備方法，主要通過熱解含氮有機(jī)物，如單氰胺[55]、雙氰胺[56,57]、三聚氰胺[58,59]、尿素[60-62]和硫脲[63,64]等，如圖1.3所示。圖1.3不同類型前驅(qū)體熱聚制備g-C3N4的過程[65]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]g-C3N4界面改性:摻雜金屬硫化物構(gòu)建新型異質(zhì)結(jié)光催化劑的能源轉(zhuǎn)換展望（英文）[J]. 任亦杰,曾德乾,Wee-Jun Ong.  催化學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]紅磷/多孔碳納米復(fù)合材料用于高性能鋰離子和鈉離子電池負(fù)極（英文）[J]. 徐江,丁建寧,朱文俊,周小雙,葛善海,袁寧一.  Science China Materials. 2018(03)



本文編號(hào)：3478649