徐美苓:基于MOF制备硫化物光催化剂及其产氢性能研究论文

徐美苓:基于MOF制备硫化物光催化剂及其产氢性能研究论文

本文主要研究内容

作者徐美苓(2019)在《基于MOF制备硫化物光催化剂及其产氢性能研究》一文中研究指出:光催化水分解来获取太阳能燃料是解决环境危机和能源短缺问题的一种有吸引力的策略。金属硫族化合物因其优异的发光性能和光化学性质而得到了广泛的研究,其中ZnS、CdS作为典型的半导体材料已成为研究热点。然而,ZnS较宽的带隙和CdS严重的光腐蚀现象,限制了其光催化活性。近些年来,以金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)为模板合成多样材料的方法在光催化领域的应用吸引了研究学者的广泛关注。这类材料通常具有可控的形貌尺寸,较高的比表面积和多孔特性,通过对材料进行复合形成异质结可以提升这种材料的光催化性能。本论文是基于MOF制备硫化物异质结构的光催化剂,其主要内容如下:(1)采用沸石咪唑酯骨架(ZIF-8)为模板,采用简单的水热和阳离子交换法合成了可见光驱动的多孔ZnS/rGO/CuS异质结光催化剂。利用XRD、SEM、EIS等手段对样品的成分、形貌和电化学进行表征。研究结果证明,反应得到了纯相的ZnS/rGO/CuS异质结光催化剂,ZnS/CuS纳米颗粒均匀分布在rGO表面。由于ZIF-8模板化的高孔隙微观结构和/或石墨烯(rGO)的高载流子导电性,ZnS/rGO/CuS异质结光催化剂在可见光照射下显示出较高的光催化H2生成活性。实验表明,rGO和CuS的加入使得ZnS纳米颗粒的尺寸变小,拓宽了材料的光响应范围、增大了吸收强度、抑制了光生电子-空穴对的复合,从而提高了样品的光催化活性和稳定性。(2)采用原位形成的MOF异质结构为模板,与g-C3N4结合,导电的rGO作为电荷载体插入异质结构中,制备了复杂均匀的三元CuZnIn2S4/rGO/g-C3N4异质结光催化剂。利用XRD、SEM、EIS等手段对样品的成分、形貌和电化学进行表征。研究结果证明,反应得到了CuZnIn2S4/rGO/g-C3N4异质结光催化剂,CuZnIn2S4、g-C3N4和rGO均匀分布。由于MOF模板化的高多孔微结构和rGO的高载流子导电性,CuZnIn2S4和CuZnIn2S4/rGO/g-C3N4异质结光催化剂在可见光照射下表现出优异的光催化H2产生活性。(3)采用简单的水热法,以Ni-MOF为模板与PVP改性的CdS制备CdS/PVP/NiO异质结光催化剂。利用XRD、SEM、EIS等手段对样品的成分、形貌和电化学进行表征。研究结果证明,反应得到了CdS/PVP/NiO异质结光催化剂,CdS纳米颗粒均匀的分布在NiO上。NiO的引入解决了CdS中电子空穴对快速复合的问题,同时增加了催化剂的比表面积,提高了光催化活性。

Abstract

guang cui hua shui fen jie lai huo qu tai yang neng ran liao shi jie jue huan jing wei ji he neng yuan duan que wen ti de yi chong you xi yin li de ce lve 。jin shu liu zu hua ge wu yin ji you yi de fa guang xing neng he guang hua xue xing zhi er de dao le an fan de yan jiu ,ji zhong ZnS、CdSzuo wei dian xing de ban dao ti cai liao yi cheng wei yan jiu re dian 。ran er ,ZnSjiao kuan de dai xi he CdSyan chong de guang fu shi xian xiang ,xian zhi le ji guang cui hua huo xing 。jin xie nian lai ,yi jin shu you ji kuang jia (Metal-Organic Frameworks,MOFs)wei mo ban ge cheng duo yang cai liao de fang fa zai guang cui hua ling yu de ying yong xi yin le yan jiu xue zhe de an fan guan zhu 。zhe lei cai liao tong chang ju you ke kong de xing mao che cun ,jiao gao de bi biao mian ji he duo kong te xing ,tong guo dui cai liao jin hang fu ge xing cheng yi zhi jie ke yi di sheng zhe chong cai liao de guang cui hua xing neng 。ben lun wen shi ji yu MOFzhi bei liu hua wu yi zhi jie gou de guang cui hua ji ,ji zhu yao nei rong ru xia :(1)cai yong fei dan mi zuo zhi gu jia (ZIF-8)wei mo ban ,cai yong jian chan de shui re he yang li zi jiao huan fa ge cheng le ke jian guang qu dong de duo kong ZnS/rGO/CuSyi zhi jie guang cui hua ji 。li yong XRD、SEM、EISdeng shou duan dui yang pin de cheng fen 、xing mao he dian hua xue jin hang biao zheng 。yan jiu jie guo zheng ming ,fan ying de dao le chun xiang de ZnS/rGO/CuSyi zhi jie guang cui hua ji ,ZnS/CuSna mi ke li jun yun fen bu zai rGObiao mian 。you yu ZIF-8mo ban hua de gao kong xi wei guan jie gou he /huo dan mo xi (rGO)de gao zai liu zi dao dian xing ,ZnS/rGO/CuSyi zhi jie guang cui hua ji zai ke jian guang zhao she xia xian shi chu jiao gao de guang cui hua H2sheng cheng huo xing 。shi yan biao ming ,rGOhe CuSde jia ru shi de ZnSna mi ke li de che cun bian xiao ,ta kuan le cai liao de guang xiang ying fan wei 、zeng da le xi shou jiang du 、yi zhi le guang sheng dian zi -kong xue dui de fu ge ,cong er di gao le yang pin de guang cui hua huo xing he wen ding xing 。(2)cai yong yuan wei xing cheng de MOFyi zhi jie gou wei mo ban ,yu g-C3N4jie ge ,dao dian de rGOzuo wei dian he zai ti cha ru yi zhi jie gou zhong ,zhi bei le fu za jun yun de san yuan CuZnIn2S4/rGO/g-C3N4yi zhi jie guang cui hua ji 。li yong XRD、SEM、EISdeng shou duan dui yang pin de cheng fen 、xing mao he dian hua xue jin hang biao zheng 。yan jiu jie guo zheng ming ,fan ying de dao le CuZnIn2S4/rGO/g-C3N4yi zhi jie guang cui hua ji ,CuZnIn2S4、g-C3N4he rGOjun yun fen bu 。you yu MOFmo ban hua de gao duo kong wei jie gou he rGOde gao zai liu zi dao dian xing ,CuZnIn2S4he CuZnIn2S4/rGO/g-C3N4yi zhi jie guang cui hua ji zai ke jian guang zhao she xia biao xian chu you yi de guang cui hua H2chan sheng huo xing 。(3)cai yong jian chan de shui re fa ,yi Ni-MOFwei mo ban yu PVPgai xing de CdSzhi bei CdS/PVP/NiOyi zhi jie guang cui hua ji 。li yong XRD、SEM、EISdeng shou duan dui yang pin de cheng fen 、xing mao he dian hua xue jin hang biao zheng 。yan jiu jie guo zheng ming ,fan ying de dao le CdS/PVP/NiOyi zhi jie guang cui hua ji ,CdSna mi ke li jun yun de fen bu zai NiOshang 。NiOde yin ru jie jue le CdSzhong dian zi kong xue dui kuai su fu ge de wen ti ,tong shi zeng jia le cui hua ji de bi biao mian ji ,di gao le guang cui hua huo xing 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自济南大学的徐美苓,发表于刊物济南大学2019-10-31论文,是一篇关于光催化论文,异质结论文,济南大学2019-10-31论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自济南大学2019-10-31论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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