發(fā)布時間：2024-06-29 01:25

　　能源短缺和環(huán)境污染已經(jīng)成為制約社會發(fā)展的兩個重要因素。大力開發(fā)與利用高效、可再生的清潔能源在各國政府部門引起了廣泛關(guān)注。當前,基于太陽光為驅(qū)動力的光解水制氫和光降解有機污染物技術(shù)被國內(nèi)外研究者們認為是解決上述問題最有前途的技術(shù)之一,因此備受矚目。開發(fā)和制備高效、穩(wěn)定、廉價的光催化劑是目前光催化技術(shù)最核心的問題。而以二氧化鈦為代表的傳統(tǒng)光催化材料,帶隙寬,只能利用太陽光中的紫外光部分;量子產(chǎn)率低,光生電子和空穴易復(fù)合,嚴重制約了其廣泛應(yīng)用。石墨相氮化碳(g-C-₃N₄)以其原料來源廣泛、制備工藝簡單,合適的能帶結(jié)構(gòu)且化學穩(wěn)定性好等優(yōu)勢而成為一種極具發(fā)展前景的光催化材料。然而,傳統(tǒng)體相g-C-₃N₄存在比表面較小、光生載流子復(fù)合率高且可見光響應(yīng)低等缺點,很大程度上限制了其發(fā)展和實際應(yīng)用。本論文從光譜響應(yīng)、光生載流子分離率、微觀結(jié)構(gòu)等策略出發(fā),對g-C-₃N₄進行有策略有目的的改性,并對可能影響光催化材料活性和光譜響應(yīng)的相關(guān)因素進行了探討,從而獲得一系列高活性的...

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1電解水制氫裝置圖[66]

合肥工業(yè)大學博士學位論文4酸性水溶液中：陰極反應(yīng)：2He2H2陽極反應(yīng)：H2O21e2OH2-2而在中性或堿性溶液中的起始反應(yīng)物是水，相應(yīng)的析氫反應(yīng)更難發(fā)生：陰極反應(yīng)：OH2He2OH222陽極反應(yīng)：OHO21e2OH222-電解水總反應(yīng)：)g(O21)g(H)liq(OH222....

圖1.2氫能系統(tǒng)中光催化制氫的示意圖[67]

當一定波長的太陽光照射到半導體催化劑表面時，半導體價帶的電子會發(fā)生躍遷，躍遷至導帶，從而在半導體中就會形成電子-空穴對，躍遷至導帶的電子可以與水中的氫離子結(jié)合，生成氫氣。1972年，日本東京大學的兩位教授首次報道了光催化制氫技術(shù)，從而奠基了利用太陽能直接分解水制氫的里程碑。自....

圖1.3半導體材料光催化反應(yīng)原理圖

第一章緒論9過程所示，來自價帶（VB）的光生電子（e-）遷移到導帶（CB），空穴（h+）則留在價帶（VB）；緊接著，光生電子（e-）和空穴（h+）會遷移到半導體催化劑表面；由于導帶上的光生電子（e-）還原能力強可以作為還原劑（III過程），價帶上的空穴（h+）氧化能力強可以作為氧....

圖1.4塊體g-C3N4在500oC熱氧化蝕刻形成g-C3N4納米片過程的示意圖

Wang等[81]將粒徑為12nm的硅溶膠小球作為硬模板劑，單氰胺為前驅(qū)體，制備出比表面積可控的介孔g-C3N4（mpg-C3N4）。mpg-C3N4的比表面積隨著模板劑投加量的增加而增大，最高可到達373m2/g在可見光分解水制氫中mpg-C3N4的轉(zhuǎn)換頻率是g-C3N4的12....

本文編號：3996950