本文主要研究内容
作者石明亮（2019）在《Co3O4/g-C3N4/Pt复合材料的制备及其光催化制氧研究》一文中研究指出：社会的发展对于清洁能源的需求催生了新能源技术研究的兴起,将太阳能转化成稳定的化学能被认为是解决能源转型和环境恶化问题的重要方法之一。太阳能利用方式中,金属氧化物独特的性质在光催化领域越来越受到环境保护者的重视。其中,Co3O4在光催化领域,无论是在降解污染物还是新能源方面都表现出极高的光催化活性。为进一步提高Co3O4材料的光催化活性,国内外在Co3O4材料的离子掺杂和贵金属负载等方面做了大量的研究。本论文主要研究Co3O4/g-C3N4/Pt复合材料的制备,并通过光解水制氧来研究其光催化性能。具体内容如下:（1）采用碳辅助法,以Co（NO3）2·6H2O和脱脂棉为原料,利用正交设计进行Co3O4颗粒的制备工艺优化。利用碳辅助法以不同浓度（1 mol/L,2 mol/L,3 mol/L）Co（NO3）2·6H2O和脱脂棉为原料,在不同温度（500°C,600°C,700°C）下煅烧不同时间（2 h,3 h,4 h）得到Co3O4颗粒。通过X射线衍射（XRD）和傅立叶变换红外光谱（FT-IR）测试表明,碳辅助法成功制备了纯度较高的Co3O4。同时,利用紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis）以及X射线光电子能谱（XPS）手段对Co3O4颗粒的禁带宽度和元素构成进行了表征。以氙灯模拟太阳光进行光催化分解水的产氧量为试验指标,通过方差法和极差法对正交试验数据进行分析。结果表明,Co（NO3）2·6H2O的浓度与煅烧时间对Co3O4制氧量的影响最大,且制备Co3O4的最优工艺条件为:Co（NO3）2·6H2O的浓度2 mol/L,煅烧温度为600°C,煅烧时间为4 h,该反应条件下所制备的Co3O4样品的光催化性能最佳,其产氧量在9 h达到了164.453μmol。（2）在基于正交法碳辅助实验的基础上,采用热聚法,以尿素为原料,在坩埚全封闭的情况下,550°C煅烧3 h后,成功制备了g-C3N4材料,结合超声剥离法,在乙醇中超声剥离Co3O4和g-C3N4材料1 h后,将两者混合搅拌直到乙醇完全蒸发,300°C煅烧2 h,成功制备了Co3O4/g-C3N4复合纳米材料,并研究了g-C3N4的质量分数对Co3O4/g-C3N4复合颗粒形貌、结构及光催化性能的影响。通过傅立叶变换红外光谱（FT-IR）,X射线衍射（XRD）,扫描电镜及X射线能谱（SEM-EDS）等手段对样品的结构和形貌进行了表征。同时,利用X射线光电子能谱（XPS）,光致发光光谱（PL）,紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis）以及比表面积（BET）等手段对Co3O4/g-C3N4复合材料的禁带宽度和电子空穴分离效率以及比表面积的变化进行了表征。光催化性能测试结果表明,随着g-C3N4的质量分数的增加,Co3O4/g-C3N4的光催化产氧量呈先升高后降低趋势,当g-C3N4的质量分数为2%时,Co3O4/g-C3N4复合材料表现出更高的产氧量,其产氧量解在9 h达到197.945μmol。主要是因为g-C3N4加入于Co3O4形成pn结,导致其表现出高的光催化活性。（3）采用光还原法,以氯铂酸为原料,在30 W的紫外灯管下照射成功制备了Co3O4/g-C3N4/Pt复合材料,并研究了不同质量分数Pt对纳米Co3O4/g-C3N4/Pt复合材料光催化性能的影响。通过X射线光电子能谱（XPS）,光致发光光谱（PL）和紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis）手段对样品进行了表征。光催化性能测试结果表明,随着Pt的质量分数的增加,Co3O4/g-C3N4/Pt复合材料的产氧量也不同,当Pt的质量分数为0.25%时,Co3O4/g-C3N4/Pt复合材料产氧量在9 h达到214.261μmol。主要是因为贵金属Pt的引入使得其在半导体材料间产生肖特基势垒,在pn结的基础上再进一步分离载流子,提高了材料的光催化性能。
Abstract
she hui de fa zhan dui yu qing jie neng yuan de xu qiu cui sheng le xin neng yuan ji shu yan jiu de xing qi ,jiang tai yang neng zhuai hua cheng wen ding de hua xue neng bei ren wei shi jie jue neng yuan zhuai xing he huan jing e hua wen ti de chong yao fang fa zhi yi 。tai yang neng li yong fang shi zhong ,jin shu yang hua wu du te de xing zhi zai guang cui hua ling yu yue lai yue shou dao huan jing bao hu zhe de chong shi 。ji zhong ,Co3O4zai guang cui hua ling yu ,mo lun shi zai jiang jie wu ran wu hai shi xin neng yuan fang mian dou biao xian chu ji gao de guang cui hua huo xing 。wei jin yi bu di gao Co3O4cai liao de guang cui hua huo xing ,guo nei wai zai Co3O4cai liao de li zi can za he gui jin shu fu zai deng fang mian zuo le da liang de yan jiu 。ben lun wen zhu yao yan jiu Co3O4/g-C3N4/Ptfu ge cai liao de zhi bei ,bing tong guo guang jie shui zhi yang lai yan jiu ji guang cui hua xing neng 。ju ti nei rong ru xia :（1）cai yong tan fu zhu fa ,yi Co（NO3）2·6H2Ohe tuo zhi mian wei yuan liao ,li yong zheng jiao she ji jin hang Co3O4ke li de zhi bei gong yi you hua 。li yong tan fu zhu fa yi bu tong nong du （1 mol/L,2 mol/L,3 mol/L）Co（NO3）2·6H2Ohe tuo zhi mian wei yuan liao ,zai bu tong wen du （500°C,600°C,700°C）xia duan shao bu tong shi jian （2 h,3 h,4 h）de dao Co3O4ke li 。tong guo Xshe xian yan she （XRD）he fu li xie bian huan gong wai guang pu （FT-IR）ce shi biao ming ,tan fu zhu fa cheng gong zhi bei le chun du jiao gao de Co3O4。tong shi ,li yong zi wai -ke jian man fan she guang pu （UV-Vis）yi ji Xshe xian guang dian zi neng pu （XPS）shou duan dui Co3O4ke li de jin dai kuan du he yuan su gou cheng jin hang le biao zheng 。yi xian deng mo ni tai yang guang jin hang guang cui hua fen jie shui de chan yang liang wei shi yan zhi biao ,tong guo fang cha fa he ji cha fa dui zheng jiao shi yan shu ju jin hang fen xi 。jie guo biao ming ,Co（NO3）2·6H2Ode nong du yu duan shao shi jian dui Co3O4zhi yang liang de ying xiang zui da ,ju zhi bei Co3O4de zui you gong yi tiao jian wei :Co（NO3）2·6H2Ode nong du 2 mol/L,duan shao wen du wei 600°C,duan shao shi jian wei 4 h,gai fan ying tiao jian xia suo zhi bei de Co3O4yang pin de guang cui hua xing neng zui jia ,ji chan yang liang zai 9 hda dao le 164.453μmol。（2）zai ji yu zheng jiao fa tan fu zhu shi yan de ji chu shang ,cai yong re ju fa ,yi niao su wei yuan liao ,zai gan guo quan feng bi de qing kuang xia ,550°Cduan shao 3 hhou ,cheng gong zhi bei le g-C3N4cai liao ,jie ge chao sheng bao li fa ,zai yi chun zhong chao sheng bao li Co3O4he g-C3N4cai liao 1 hhou ,jiang liang zhe hun ge jiao ban zhi dao yi chun wan quan zheng fa ,300°Cduan shao 2 h,cheng gong zhi bei le Co3O4/g-C3N4fu ge na mi cai liao ,bing yan jiu le g-C3N4de zhi liang fen shu dui Co3O4/g-C3N4fu ge ke li xing mao 、jie gou ji guang cui hua xing neng de ying xiang 。tong guo fu li xie bian huan gong wai guang pu （FT-IR）,Xshe xian yan she （XRD）,sao miao dian jing ji Xshe xian neng pu （SEM-EDS）deng shou duan dui yang pin de jie gou he xing mao jin hang le biao zheng 。tong shi ,li yong Xshe xian guang dian zi neng pu （XPS）,guang zhi fa guang guang pu （PL）,zi wai -ke jian man fan she guang pu （UV-Vis）yi ji bi biao mian ji （BET）deng shou duan dui Co3O4/g-C3N4fu ge cai liao de jin dai kuan du he dian zi kong xue fen li xiao lv yi ji bi biao mian ji de bian hua jin hang le biao zheng 。guang cui hua xing neng ce shi jie guo biao ming ,sui zhao g-C3N4de zhi liang fen shu de zeng jia ,Co3O4/g-C3N4de guang cui hua chan yang liang cheng xian sheng gao hou jiang di qu shi ,dang g-C3N4de zhi liang fen shu wei 2%shi ,Co3O4/g-C3N4fu ge cai liao biao xian chu geng gao de chan yang liang ,ji chan yang liang jie zai 9 hda dao 197.945μmol。zhu yao shi yin wei g-C3N4jia ru yu Co3O4xing cheng pnjie ,dao zhi ji biao xian chu gao de guang cui hua huo xing 。（3）cai yong guang hai yuan fa ,yi lv bo suan wei yuan liao ,zai 30 Wde zi wai deng guan xia zhao she cheng gong zhi bei le Co3O4/g-C3N4/Ptfu ge cai liao ,bing yan jiu le bu tong zhi liang fen shu Ptdui na mi Co3O4/g-C3N4/Ptfu ge cai liao guang cui hua xing neng de ying xiang 。tong guo Xshe xian guang dian zi neng pu （XPS）,guang zhi fa guang guang pu （PL）he zi wai -ke jian man fan she guang pu （UV-Vis）shou duan dui yang pin jin hang le biao zheng 。guang cui hua xing neng ce shi jie guo biao ming ,sui zhao Ptde zhi liang fen shu de zeng jia ,Co3O4/g-C3N4/Ptfu ge cai liao de chan yang liang ye bu tong ,dang Ptde zhi liang fen shu wei 0.25%shi ,Co3O4/g-C3N4/Ptfu ge cai liao chan yang liang zai 9 hda dao 214.261μmol。zhu yao shi yin wei gui jin shu Ptde yin ru shi de ji zai ban dao ti cai liao jian chan sheng xiao te ji shi lei ,zai pnjie de ji chu shang zai jin yi bu fen li zai liu zi ,di gao le cai liao de guang cui hua xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中北大学的石明亮，发表于刊物中北大学2019-07-04论文，是一篇关于碳辅助法论文,热聚法论文,光还原法论文,光催化论文,制氧论文,中北大学2019-07-04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，资料来自中北大学2019-07-04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。