【摘 要】
：
能源危机和环境污染并不是危言耸听,寻找可再生的清洁能源来防患于未然势在必行。燃烧时只产生水的氢气作为一种环保的可再生能源,已经被看待成能够取代传统化石能源,满足人们日益增长需求的新能源。利用半导体材料通过光催化技术分解水制氢来解决能源和环境问题是非常值得探寻的道路,该技术的核心是寻找具有高效光催化活性且环保的半导体催化剂。自从2009年王心晨课题组发现类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)能在可见光下
论文部分内容阅读
能源危机和环境污染并不是危言耸听,寻找可再生的清洁能源来防患于未然势在必行。燃烧时只产生水的氢气作为一种环保的可再生能源,已经被看待成能够取代传统化石能源,满足人们日益增长需求的新能源。利用半导体材料通过光催化技术分解水制氢来解决能源和环境问题是非常值得探寻的道路,该技术的核心是寻找具有高效光催化活性且环保的半导体催化剂。自从2009年王心晨课题组发现类石墨相氮化碳（g-C3N4）能在可见光下分解水产氢以来,这种新型非金属半导体瞬间吸引了无数科学家的眼球,也因此拉开了对g-C3N4研究的序幕。尽管g-C3N4具有较窄的禁带宽度、合适的价导带位置、良好的物理化学稳定性、制备方法简单等优点,但单纯的g-C3N4比表面积较小、可见光响应较弱以及光生载流子复合率高等缺点严重制约了其在可见光下分解水制氢的活性。基于以上g-C3N4的不足,本文利用异烟酸和柠檬酸铵作为前驱体作用于尿素来对g-C3N4进行改性,成功制备了氮丰富的氮化碳、氮缺陷的氮化碳以及碳量子点修饰的氮化碳。并对这几种材料的结构和光催化制氢性能进行了研究。本论文的主要研究工作如下:（1）利用相同的掺杂物异烟酸（IA）,通过一锅法分别作用于尿素和氮化碳（CN）来调节CN中的氮含量,成功制备了氮丰富的氮化碳（CN-NR100）和氮缺陷的氮化碳（CN-ND500）。IA与尿素反应过程中,能将氮原子引入CN的三均三嗪结构中,元素掺杂能够有效地缩窄半导体的禁带宽度,从而拓宽对可见光的吸收。IA与CN作用,能把CN末端未完全缩聚的氨基带走而造成氮缺陷。通过引入氮原子和形成氮缺陷两种方式有效改善CN中的能带结构和电子结构,显著增强对可见光的吸收,比表面积也明显增大,光生载流子分离效率更是明显提高。这些改变是非常有利于催化剂的光催化析氢活性的,CN-NR100的产氢速率达到73μmol h-1,是纯CN的4倍,CN-ND500的产氢速率达到120μmol h-1,是纯CN的6.7倍。（2）利用掺杂物柠檬酸铵（ACT）作为制备碳量子点（CQDs）的前驱体,将ACT和尿素用不同规格的坩埚隔开再通过一锅法高温煅烧,成功将CQDs引入CN中,制备了CQDs修饰的氮化碳（CN-ACT-1）。在升温过程中,ACT分解释放出的氨气对CN有刻蚀作用,增大了CN的比表面积。CQDs作为电子受体,能够迅速捕获CN因光照产生的电子,从而起到分离光生电子和空穴的目的。大的比表面积增加了光催化反应的活性位点。通过光催化析氢反应发现CN-ACT-1的产氢速率达到120μmol h-1,是纯CN的5倍。与报道的CQDs修饰CN的催化剂相比,此方法免去制备CQDs的复杂过程,利用简单、环保的前驱体,通过一步法制备CQDs修饰的氮化碳。
其他文献
随着核能的发展,放射性废水的处理成为亟待解决的环境问题之一,是人们广泛关注的焦点。铀具有强化学毒性及放射性,可以通过食物链累积,进入人体的循环系统,引起肾衰竭、甲状
本学位论文主要研究带马氏切换扩散过程的稳定性和树上p-Laplacian主特征值的估计问题.针对R_+× S上的带马氏切换的扩散过程(X_t,Λ_t)t≥0.本学位论文研究了该过程的指数稳定性,包括带马氏切换扩散过程的指数遍历的判别条件和指数遍历速率的显式估计.首先,利用Lyapunov函数理论,无穷小生成元和M-矩阵理论给出(X_t,Λ_t)t>0指数遍历的两种判别方法.其次,在固定环境Λ
能源问题和环境问题一直是近些年来的关注热点,世界各国致力于新能源的开发和利用。氢能因为能量密度高,无污染,可再生等优点,被认为是未来最有发展前景的能量载体。电解水制氢因为制备的氢气纯度高,技术相对比较成熟受到广泛青睐,但是工业上电解水制氢电压(1.8-2V)比理论上的电解水电压(1.23V)高很多,造成了极大的能量损失,能量损失主要来源于阴阳极催化剂的过电位。众所周知,贵金属Pt及其化合物是很好的
以内蒙古四子王旗农牧交错带栗钙土、灰褐土和草甸上三种土壤类型下草地和耕地为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对0—10 cm 土层土壤团聚体组成特征及其稳定性、土壤有机碳、各粒径团聚体有机碳含量和各粒径团聚体对有机碳的贡献率进行了对比分析。结果表明:栗钙土区耕地与同地点草地相比,>3 mm粒径团聚体含量下降了12.69%～59.12%,≤0.25 mm粒径团聚体含量升高了 22.
核电作为一种对人类和环境没有严重危害且较为成熟的电力供应技术,是解决能源危机的潜在动力来源。然而,核能的日益发展耗费了巨大的资源,也导致了大量的核废料产生。铀作为
随着后基因组时代的进入,作为蛋白质组学的一项分支,蛋白质亚细胞定位研究的热度与日俱增。蛋白质亚细胞定位研究中,基于蛋白质氨基酸序列的特征表达在定位预测阶段扮演着重
准东煤燃烧会释放大量的碱金属钠(Na)。释放的碱金属会引起结渣、腐蚀等问题,降低换热器的使用效率和减少锅炉的使用寿命。对准东煤燃烧过程中的碱金属释放进行在线检测,对准东煤的清洁利用,提高锅炉换热效率,保证设备安全运行具有重要意义。本文利用对准东煤的燃烧进行了在线检测分析。首先,设计并搭建了一个基于火焰发射光谱法的碱金属标定及煤颗粒燃烧实验检测台。对采集的光谱进行分析可以同时得到碱金属Na的特征谱线
蛋白质是地球上生物体的必要组成成分,针对蛋白质的功能预测已成为生物蛋白领域的一个研究热点。嗜热蛋白质可作极端环境下的生物催化剂,有着加速化学反应、降低工业制造成本、减少能源消耗等优点,因此针对嗜热蛋白质的有效功能预测在各类制造业中有着极为重要的作用。随着人类基因组计划的推进和实施,越来越多的蛋白质序列被测定,传统的蛋白质功能识别方法因其耗时长、效率低等缺点已无法满足需求,开发实时有效的蛋白质功能预
度量次正则在变分分析和优化理论中具有广泛用途,利用度量次正则的思想和方法,在研究优化、均衡、误差以及其他领域中的分析和优化问题都取得了很大的成就.目前,这些研究领域
令N2A2K2是辛群Sp(2,R)的Iwasawa分解.,那么Iwasawa子群N242可以看成是管型域T=V+iΩ,其中Ω是由2×2Hermitian矩阵构成的正定锥,V是由2 × 2对称矩阵构成的集合.本文首先利用2 × 2正定Hermitian矩阵上的Jack函数定义广义Laguerre多项式,接着利用广义Laguerre多项式构造了一组标准正交基,它刻画了可允许小波的Fourier变换.最