當前,制約人類社會發(fā)展的主要問題之一是環(huán)境污染,光催化技術是一種在環(huán)境保護方面具有廣闊應用前景的技術。類石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一種非金屬半導體材料,具有獨特的2D片層狀結構,有良好的抗酸堿性和熱穩(wěn)定以及化學穩(wěn)定性,結構和性能易于控制,能夠響應可見光。這種材料表現(xiàn)出綠色環(huán)保、無毒,易制備方面的優(yōu)勢而在光催化領域受到關注。不過根據(jù)實際應用發(fā)現(xiàn),單一的g-C₃N₄材料量子產(chǎn)率低,光生電子-空穴復合快,影響了其對污染物的光催化降解效果。所以,以g-C₃N₄為基體進行多元復合,來提高對太陽光的利用效率和光生電子-空穴對的分離速率,從而提升復合材料的光催化效能,具有十分重要的理論和應用價值。本文制備了六種光催化劑,利用掃描電鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS),紫外-可見分光光度法(UV-vis)和熒光光譜法(PL)表征分析了材料的相結構、形貌結構和光學性質(zhì),研究了其在可見光條件下的催化活性及穩(wěn)定性,并進一步...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 類石墨相氮化碳的研究概述
        1.2.2 石墨烯的研究概述
        1.2.3 釩酸鉍的研究概述
        1.2.4 Z型異質(zhì)結研究概述
    1.3 本論文研究意義及內(nèi)容
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 研究內(nèi)容及方法
        1.3.3 技術路線
2 實驗方法
    2.1 實驗方案設計思路
    2.2 實驗材料
        2.2.1 實驗藥品
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 催化劑的制備
        2.3.1 類石墨相氮化碳g-C₃N₄的制備方法
        2.3.2 氧化石墨烯GO的制備方法
        2.3.3 釩酸鉍BiVO₄的制備方法
        2.3.4 g-C₃N₄/BiVO₄的制備方法
        2.3.5 RGO/g-C₃N₄、RGO/BiVO₄的制備方法
        2.3.6 RGO/g-C₃N₄/BiVO₄的制備方法
    2.4 催化劑的表征
    2.5 光催化活性實驗
        2.5.1 液相有機污染物降解實驗
        2.5.2 氣相有機污染物降解實驗
    2.6 自由基捕獲實驗
3 高效能g-C₃N₄基體的制備及其可見光催化效果研究
    3.1 引言
    3.2 催化劑的制備
    3.3 樣品材料的表征
    3.4 光催化活性實驗
    3.5 實驗結果與討論
        3.5.1 相結構分析(XRD)
        3.5.2 表面形貌結構分析(SEM)
        3.5.3 化學元素組成分析(XPS)
        3.5.4 熒光光譜分析(PL)
        3.5.5 材料產(chǎn)量及光催化活性分析
        3.5.6 材料制備條件影響及過程現(xiàn)象分析
    3.6 本章小結
4 g-C₃N₄基復合材料的制備及可見光催化降解TC效果研究
    4.1 引言
    4.2 催化劑的制備
        4.2.1 類石墨相氮化碳g-C₃N₄的制備
        4.2.2 氧化石墨烯GO的制備
        4.2.3 釩酸鉍BiVO₄的制備
        4.2.4 g-C₃N₄/BiVO₄的制備
        4.2.5 RGO/g-C₃N₄、RGO/BiVO₄的制備
        4.2.6 RGO/g-C₃N₄/BiVO₄的制備
    4.3 樣品材料的表征
    4.4 光催化活性實驗
    4.5 實驗結果與討論
        4.5.1 相結構分析(XRD)
        4.5.2 形貌結構分析(SEM、TEM)
        4.5.3 化學組成與價態(tài)分析(XPS)
        4.5.4 光學性質(zhì)分析(UV-vis、PL)
        4.5.5 可見光催化活性分析
        4.5.6 光催化材料穩(wěn)定性分析
        4.5.7 復合材料RGO/CN/BVO光催化機理探究
    4.6 本章小結
5 g-C₃N₄基復合材料可見光催化降解甲醛效果研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 催化劑的制備和表征
        5.2.2 可見光降解甲醛實驗
    5.3 實驗結果與討論
        5.3.1 催化劑的活性研究
        5.3.2 催化劑的穩(wěn)定性研究
        5.3.3 RGO/CN/BVO光催化降解甲醛機理探究
    5.4 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
    B.學位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3748832