石墨相氮化碳复合光催化材料的制备与制氢性能研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jonh0521
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
石墨相氮化碳(g-C3N4)具有特殊的能带结构、优良的物理化学性质和生产成本低等特点,目前已成为光催化领域的研究热点。然而,由于光激发它产生的电子与空穴极易复合,纯的g-C3N4材料通常表现出较差的光催化性能。因此,实现光生载流子的有效分离对提高g-C3N4的光催化活性具有十分重要的研究意义。最近研究表明:助剂修饰是实现g-C3N4光生载流子有效分离和提高光催化活性的有效途径。本论文主要围绕助剂修饰石墨相氮化碳材料的合成、结构表征、光催化产氢性能、机理等方面进行了如下的探索:(1)碳点修饰石墨相氮化碳复合材料的简易合成以及产氢性能研究;(2)金属硫化物修饰石墨相氮化碳复合材料的光诱导合成及产氢性能研究。具体的研究内容和结果概括如下:第一,以抗坏血酸和块状g-C3N4为先驱体,通过简易的水热法制备了CDs/g-C3N4复合光催化材料。水热过程中,抗坏血酸在g-C3N4表面进行原位热聚合形成碳点,进而均匀而牢固地修饰在g-C3N4表面。相对目前报道的CDs/g-C3N4合成方法,该方法具有步骤简单、温和等优点。光催化结果显示:样品CDs/g-C3N4(10 wt%)表现出最高的H2生成速率(约2.2μmol h-1),这是g-C3N4样品(约0.5μmol h-1)速率的4.4倍。此外,将Pt助催化剂负载在CDs/g-C3N4样品上后,得到的Pt-CDs/g-C3N4光催化剂甚至可以将纯水分解生成H2。碳点增强g-C3N4光催化产氢的基本原理如下:碳点能够快速有效地转移g-C3N4的光生电子,进而抑制光生载流子的复合,使更多的光生电子用于快速地还原氢离子生成氢气。第二,以硫单质、硝酸镍和g-C3N4为先驱体,通过光诱导还原法合成了NiSx/g-C3N4复合光催化材料。在光照过程中,S单质被g-C3N4的光生电子还原为Sx2-,继而与溶液中的Ni2+结合生成NiSx原位沉积在g-C3N4电子传递位点。相对目前报道的NiSx/g-C3N4合成方法,该方法不仅具有绿色节能、简单、温和等优点,而且可以抑制NiSx纳米颗粒的团聚和调节NiSx沉积位点。光催化结果显示:样品NiSx/g-C3N4(0.3 wt%)产氢速率最高为12.2μmol h-1,与在相同条件下测试的Pt/g-C3N4(1 wt%)产氢速率相当。此外,CoSx/g-C3N4、AgSx/g-C3N4、CuSx/g-C3N4等复合光催化材料也通过该方法成功合成,同时全部展现出优于纯g-C3N4的光催化性能。由此,发现了一种通用的制备非贵金属硫化物修饰g-C3N4的合成方法,并且MSx/g-C3N4(M=Ni、Co、Ag和Cu)复合光催化材料的制氢性能均比g-C3N4高。金属硫化物增强g-C3N4光催化产氢的基本原理如下:位于g-C3N4电子传递位点的金属硫化物,即能够加快界面催化反应的速率,又能够快速有效地转移g-C3N4的光生电子,进而抑制光生载流子的复合。
其他文献
中山保税物流中心作为珠江西岸首个保税物流中心,它的建立必将成为推动中山经济和社会发展的新动力,对进一步提升中山对外开放地位、促进中山外向型经济腾飞起到积极推动作用
病在中焦,从肝论治胃脘痛的原因很多,但肝气横逆犯胃和肝郁化火犯胃是胃脘痛的最常见的原因之一,故治胃勿忘疏肝泄肝。
文章从音乐人类学的角度,对贵州卡蒲毛南族(佯僙人)的丧葬仪式和仪式中的铜鼓、铜鼓音乐做了文化解读。
为研究钢筋桁架组合楼板的抗弯性能,文章用ANSYS对不同条件、不同尺寸的钢筋桁架组合楼板单向板进行了模拟试验,对影响钢筋桁架组合楼板短期刚度的要素进行了对比研究,并得出了
在2020年全国教育工作会上,针对德智体美劳“五育”中,一直被视为短板弱项的体育、美育和劳动教育,教育部今年将精准发力,推动教体相融合、划出美育硬杠杠、构建劳动教育责任链条
报纸
通过对停车需求管理措施中停车收费费率政策重要性的分析,指出统一的停车收费标准对于城市的不适用性。一个合理的收费费率应该根据其对静态和动态交通综合优化程度来确定,而停
开展水质监控预警系统建设是水专项饮用水水质监控预警及应急技术集成与示范项目的重要内容,涉及三个研究课题,在山东省、济南市、杭州市和东莞市进行示范研究。本文概述了相关
适当的轮胎气压是保证汽车安全、平稳行驶的基本条件。为了保证车辆正常行驶,避免车辆在行驶过程中由于轮胎气压不足而造成不便,文章设计了一种新型的车载汽车轮胎应急充气装
1 土工模袋护岸在工程中的应用1.1 问题的提出由于1998年发生了特大洪水,致使甘南县境内嫩江右岸堤防部分堤段河岸及堤防破坏严重,急需修复.东阳堤20+000~20+200段,200 m范围