生物分子辅助构建g-C 3 N 4 基光催化复合材料及其性能

发布时间：2024-01-20 18:03

　　具有高效可见光催化活性的半导体异质结在环境污染治理和新能源领域具有重大的应用前景。g-C₃N₄和硫化物是具备可见光催化活性的两种具有代表性的材料,两者构成的异质结不仅能拓宽半导体的光响应范围,也能很好的抑制光生载流子的复合,但如何进一步改善其界面结合,提高光生载流子的分离效率,获得具有合适氧化还原能力的光生电子和空穴依然是要解决的关键科学和技术问题。基于此,本文以质子化g-C₃N₄作为基体,Au和r GO作为电子传输载体,生物分子L-半胱氨酸作为硫源,利用生物分子表面丰富的官能团及其与质子化g-C₃N₄和电子传输载体之间的相互作用来构建具有紧密结合界面的g-C₃N₄和硫化物半导体异质结。具体的研究内容和结果如下:1.利用生物分子L-半胱氨酸辅助水热法成功制备出三元复合材料Cu In S₂/Au/g-C₃N₄。理论计算和实验结果表明,半胱胺酸分子有利...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)简介
        1.2.1 g-C₃N₄的基本结构与性质
        1.2.2 光催化技术的基本原理及g-C₃N₄光催化活性增强途径
    1.3 硫化物/g-C₃N₄异质结研究进展
        1.3.1 硫化物/g-C₃N₄异质结构的分类
        1.3.2 硫化物/g-C₃N₄复合材料的能源转换应用
    1.4 本文的选题依据和主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂及仪器设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 仪器设备
    2.2 实验表征
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)
        2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.4 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
        2.2.5 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)
        2.2.6 电子自旋共振光谱(ESR)
        2.2.7 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.8 热重分析(TG)
        2.2.9 光致发光谱(PL)
        2.2.10 时间分辨光致发光谱(Tr-PL)
第3章 生物分子辅助构建Z型异质结CuInS₂/Au/g-C₃N₄ 及其光催化性能
    3.1 引言
    3.2 催化剂的制备及表征
    3.3 光催化活性及光电化学测试
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 光催化剂的微观结构
        3.4.2 复合材料的光催化性能
        3.4.3 光催化机理研究
    3.5 本章小结
第4章 不同CuInS₂ 含量对CuInS₂/Au/g-C₃N₄ 光催化性能的影响
    4.1 引言
    4.2 催化剂的制备及表征
    4.3 光催化活性及光电化学测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 光催化剂的微观结构
        4.4.2 复合材料的光催化性能
        4.4.3 光催化机理研究
    4.5 本章小结
第5章 生物分子辅助构建CuInS₂/r GO/g-C₃N₄ 复合材料及其光催化性能
    5.1 引言
    5.2 催化剂的制备及表征
    5.3 光催化活性及光电化学测试
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 光催化剂的微观结构
        5.4.2 复合材料的光催化性能
        5.4.3 光催化机理研究
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间所获得的学术成果



本文编号：3881300