發(fā)布時間：2018-04-12 14:25

  本文選題：氮化碳 + 模板劑��； 參考：《天津科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：半導(dǎo)體光催化技術(shù)是目前解決環(huán)境和能源問題最有前景的技術(shù),其核心技術(shù)是光催化劑的研究。氮化碳是一種新型的非金屬半導(dǎo)體光催化劑,具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,具有很高的光生電子與空穴的分離效率,對可見光的吸收作用具有很強(qiáng)。然而,常見的光催化劑如二氧化鈦對可見光的利用率相對較低,在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中有很大的限制。介孔氮化碳材料具有較高的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性,對可見光的利用率高,且原料廉價易得、制備工藝簡單,在催化凈化環(huán)境和利能源清潔方面有著非常廣闊的應(yīng)用前景。本文致力于研究新型氮化碳材料的制備工藝條件,并探索不同氮化碳材料對光催化性能的影響。本文通過硬模板法,以不同粒徑的二氧化硅(Si02)為硬模板,制備了三種不同形貌的氮化碳材料,并分別對其進(jìn)行光催化降解亞甲基藍(lán)(MB)、羅丹明B (RhB)實(shí)驗(yàn),探索不同形貌的氮化碳對光催化活性的影響。本論文的主要研究工作如下:第一,以介孔SiO2為模板劑,創(chuàng)新性的合成了以包裹為主要機(jī)理的中空球型介孔氮化碳材料,對微球的粒徑及形態(tài)進(jìn)行了表征,探究了影響微球粒徑及形態(tài)的因素,并對MB進(jìn)行光催化降解,探索不同濃度的氮化碳材料對光催化活性的影響,可見光下對MB有機(jī)物的降解具有很好的活性。其中,氰氨-乙醇質(zhì)量比為85%的介孔氮化碳材料的光催化活性最高。第二,以亞微米級SiO2為硬模板劑,合成了具有貫通的三維大孔氮化碳材料,并對其進(jìn)行表征,通過改變模板劑的尺寸,進(jìn)行對比評價,并用于光催化降解RhB實(shí)驗(yàn),可見光下對RhB溶液的降解中表現(xiàn)出了很好效果,其中,模板劑制備離心轉(zhuǎn)速為10000 r/min的三維大孔氮化碳的光催化活性最佳。第三,采用納米級硅膠溶液作為硬模板制備無規(guī)則介孔氮化碳,通過調(diào)節(jié)硅膠和氰胺的比例來控制氮化碳比表面積的大小,并對其進(jìn)行表征,用于光催化降解實(shí)驗(yàn)RhB實(shí)驗(yàn),氰氨-硅膠質(zhì)量比為1:1.6制備的無規(guī)則介孔氮化碳的光催化活性最佳。
[Abstract]:Semiconductor photocatalytic technology is the most promising technology to solve environmental and energy problems, the core of which is the research of photocatalyst.Carbon nitride is a new type of nonmetallic semiconductor photocatalyst with good thermal and chemical stability, high separation efficiency of photogenerated electrons and holes, and strong absorption of visible light.However, the common photocatalysts such as titanium dioxide have relatively low utilization of visible light, which is very limited in practical applications.Mesoporous carbon nitride materials have high thermal stability, chemical stability, high utilization of visible light, cheap and easy to obtain raw materials, simple preparation process, and have a very broad application prospect in catalytic purification of environment and energy cleaning.In this paper, the preparation conditions of new carbon nitride materials are studied, and the effects of different carbon nitride materials on photocatalytic properties are explored.In this paper, three kinds of carbon nitride materials with different morphologies were prepared by hard template method, and the photocatalytic degradation of methylene blue MBF and Rhodamine B (RhB) were studied.The effect of carbon nitride with different morphologies on photocatalytic activity was investigated.The main work of this thesis is as follows: firstly, the hollow spherical mesoporous carbon nitride materials were synthesized with mesoporous SiO2 as template, and the size and morphology of microspheres were characterized.The factors affecting the particle size and morphology of the microspheres were investigated, and the photocatalytic degradation of MB was carried out, and the effects of different concentrations of carbon nitride materials on the photocatalytic activity were explored.Among them, the mesoporous carbon nitride material with 85% mass ratio of cyanamide to ethanol has the highest photocatalytic activity.Secondly, using submicron SiO2 as hard template, a three-dimensional macroporous carbon nitride material was synthesized and characterized. By changing the size of template, it was compared and evaluated, and used in photocatalytic degradation of RhB.The photocatalytic activity of three-dimensional macroporous carbon nitride with centrifugal speed of 10000 r/min was the best in the degradation of RhB solution under visible light.Thirdly, nanometer silica gel solution was used as hard template to prepare irregular mesoporous carbon nitride. The specific surface area of carbon nitride was controlled by adjusting the ratio of silica gel and cyanamide, and was characterized to be used in photocatalytic degradation experiment RhB experiment.The photocatalytic activity of irregular mesoporous carbon nitride was the best when the mass ratio of cyanamide to silica was 1: 1.6.
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36;O644.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1740126