电子_化学_自然科学_专业资料

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1、随着社会的不断进步，能源危机和环境污染问题已受到了世界各国的高度重视。作为一种重要的太阳能利用手段，可见光催化材料及技术已成为化学材料学和环境科学等领域的研究热点。近年来，类石墨氮化碳(g-C3N4),由于其优异的物理/化学稳定性、来源丰富和合适的电子能带结构(2.7eV),被作为…种廉价、稳定的可见光催化剂应用于光解水产氢、有机污染物降解等领域,受到人们普遍关注。但是，传统固相法制备的g-C3N4仍存在比表面积小、量子效率低等系列问题，严重制约了其在环境治理以及能源领域等方面的广泛应用。针对这些存在的问题，本文拟通过开展超声处理g-C3N4研究细化其颗粒尺寸；在此

2、基础上利用硫酸在水热条件下对g-C3N4的质子化作用获得多孔g-C3N4；然后以多孔g-C3N4为基体，控制纳米漠化银(AgBr)颗粒在其表面生长，制备g-C3N4/AgBr复合光催化材料，并对材料相关特性进行研究。论文的主要研究内容及结论如下：(1)超声处理对g-C3N4结构形貌及性能的影响釆用简单的超声处理工艺，在异丙醇介质中对传统固相法制备的g-C3N4颗粒进行超声处理。利用粒径分析、X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和紫外-可见漫反射光谱等表征手段，研究了超声时间对g-C3N4粒径大小、晶体结构、官能基团、表面形貌以及光吸收性能的影响，并考察了超声处理后g-C3

3、N4对罗丹明B的吸附能力和可见光催化行为。结果表明：超声处理能够有效减小g-C3N4颗粒尺寸，增大g-C3N4与染料的接触反应面积,而超声产生的表面裂缝和缺陷能够提供更多的活性反应位点，从而提高g-C3N4的光催化活性。(2)无模板法制备多孔g-C3N4及其可见光催化性能在超声细化处理g-C3N4颗粒基础上，通过硫酸水热改性，在无模板条件下成功制备出多孔g-C3N4材料。通过X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、比表面积测试、热重分析和紫外-可见漫反射光谱等表征手段，研究了水热硫酸浓度对其晶体结构、官能基团、表面形貌、孔结构、热稳定性以及光吸收性能的影响，并考察了水热改性

4、g-C3N4对负电性染料屮基橙和正电性染料罗丹明B的吸附性能和可见光催化行为。此外，基于电化学分析、电子顺磁共振、以及活性基团检测实验，对水热改性g-C3N4的光催化机理进行分析。结果表明：硫酸水热改性工艺能够制备具有多孔结构的g-C3N4材料，增强其对污染物的吸附能力，并在-定程度上提高光生载流子的分离-转移效率，从而增强g-C3N4的可见光催化活性。（3）g-C3N4/AgBr复合光催化材料制备及其可见光催化性能以硫酸水热质子化处理的多孔g-C3N4为基底，通过原位沉积AgBr纳米颗粒，成功制备了g-C3N4/AgBr复合光催化材料。通过X射线衍射、红外光谱、扫

5、描电镜、比表面积测试、莫特-肖特基测试和紫外-可见漫反射光谱等表征手段，系统研究了复合体系的晶体结构、官能基团、表面形貌、孔结构、导电类型、载流了浓度和光吸收性能等性质，并考察了此体系在可见光下的光催化活性及循环稳定性。结果表明：质子化处理g-C3N4基底不仅能形成g-C3N4多孔结构,而但能够提供更多的AgBr形核、生长位点，使AgBr纳米颗粒能够均匀负载于g-C3N4基底上。此外，基于电化学阻抗测试、PL荧光分析、室温电了顺磁共振、活性基团检测和・0H捕获实验等测试分析手段,探讨了g-C3N4/AgBr复合体系光催化机理，并提出Z-scheme光生载流了分离-转

6、移机理