元素掺杂g-C3N4光催化剂制备及产氢性能研究

来源 :张旭雅 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bianhaoyi1000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
能源资源短缺以及环境污染问题是当今社会可持续发展面临的巨大挑战。氢气是一种绿色环保的能源载体和高密度燃料,太阳能光催化制氢被认为是一种绿色且可持续发展的制氢技术。石墨相氮化碳(g-C3N4)具有成本低廉、易于合成、化学性质稳定、电子能带结构较窄且可调控等优势,是很有潜力的制氢光催化剂。但传统g-C3N4的光催化效率仍然很低,主要是因为光生电子和空穴的复合速率快,且对可见光的利用效率较低。因此,研究基于g-C3N4的高可见光利用率和光生电子-空穴对快速分离的高效光催化剂非常重要。本文分别以磷和铁元素掺杂的手段,制备了两种g-C3N4光催化剂,大大提升了光催化产氢活性。以三聚氰胺为碳氮前驱体,次磷酸钠为磷源制备不同P掺杂量的g-C3N4光催化剂(PCNx)。结构表征显示,P元素主要以P-N键的形式存在于g-C3N4的骨架结构,P掺杂增加了g-C3N4的比表面积,改变了g-C3N4的电子能带结构,形成了掺杂能级,拓宽了可见光的响应范围,使光生载流子得到了更有效的分离并且可以更快地迁移到催化剂表面参与反应。光催化产氢活性测试表明,在无贵金属助催化剂Pt存在的情况下,具有最佳活性的PCN2催化剂可见光产氢速率达到360.4μmol h-1 g-1,是参比样品BCN的120倍;在PCN2上负载非贵金属Co Ox助催化剂后,可见光催化产氢性能进一步提升,是Pt/BCN的16.6倍。稳定性实验结果表明,Co Ox/PCN2在6个循环共计18小时的实验后仍具有稳定的光催化产氢性能。以有机铁源葡萄糖酸亚铁和三聚氰胺为原料,一步焙烧合成不同Fe掺杂量的g-C3N4(FCNx)。结构表征显示,Fe掺杂对g-C3N4的形貌没有明显影响,Fe物种以Fe3+的状态存在g-C3N4中,通过Fe-N键与氮原子相连;相比于普通g-C3N4,Fe掺杂使禁带宽度明显缩小,可见光响应范围得到拓宽,光生载流子的分离与迁移速率也更快。可见光光催化产氢实验表明,最优催化剂Pt/FCN2的产氢速率达到646.02μmol h-1 g-1,是未改性Pt/g-C3N4的17.5倍。稳定性实验结果表明,Pt/FCN2在4个循环共计12小时的实验后仍具有稳定的光催化产氢性能。
其他文献
地铁轨道交通具有节约土地资源、人均能耗小、客运量大、污染排放量低、安全可靠等特点,成为大中城市公共交通的骨干力量。然而,地铁供电系统中的电力电子器件产生大量谐波,将会引发谐振、缩短设备寿命、增加电能损耗、干扰通信功能和继电保护的正常工作,威胁着电力系统安全稳定运行。为了创造更好的供电环境以保证地铁轨道交通的有序运作,亟需对地铁供电系统中所产生的谐波进行治理,谐波检测作为谐波治理的前提,选择出更快速
GSM移动通信系统是第二代移动通信系统,广泛应用于国民经济生产的各个领域。GSM移动通信系统中采用了跳频、鉴权和加密技术来保证移动用户通信的安全性。本文主要的研究内容是探讨GSM移动通信系统的下行链路,主要针对MS开机后,基站在广播信道、公共控制信道和专用控制信道上向MS传送消息的过程。由于在实际应用中,基站是连续不断的向下行链路发送系统消息,所以当MS开机后,首先要通过频率校正信道和同步信道完成
习近平总书记要求把保持党同人民群众的血肉联系作为一个永恒的课题。人民群众是政党的执政之基,中国共产党的群众基础是最广大的人民群众。中国共产党自成立以来始终坚持密切联系群众,为人民群众服务,不仅获得了广大人民群众的支持,还是革命取得胜利的关键。新民主主义革命时期中国共产党人不断丰富密切干群关系的理论,坚持一切从人民利益出发,从群众中来到群众中去,提升党员自身素质和反对官僚主义。同时,在实践中不断探索
红色文化是在中华优秀传统文化的基础上,在马克思主义理论的指导下,由中国共产党领导广大人民群众,在中国革命、建设、改革开放及新时代的伟大实践中创造出来的民族的、科学的、大众的中国特色先进文化成果。红色文化是中国特色社会主义先进文化的代表,不仅对革命时期的实践活动具有重要的指导作用,也是推进社会主义建设取得巨大成就的重要因素,更是新时代指引全党全国人民实现中华民族伟大复兴的重要精神力量。在我国红色文化
本文针对玉溪煤矿的现场条件,采用数值模拟和现场实测相结合的方法对不同埋深、不同断面等条件下巷道围岩松动圈的分布及演化规律进行研究。为现场巷道支护和合理封孔参数的选择提供依据。本文主要研究了以下几个方面的内容:(1)理论分析松动圈、塑性区、弹性区的围岩应力分布情况。研究地应力、断面积、岩体强度等因素如何影响封孔深度。(2)采用COMSOL Multiphysic数值模拟软件,对不同断面形状(梯形、拱
近年来在全球气候变暖的背景下,玉米生长发育所需的光、热、水资源也相应的发生了改变,进而影响了玉米的产量。本文基于四川省玉米产区1981—2019年21个气象观测站的逐日气象数据,利用Hybrid-Maize模型模拟了玉米的生产潜力、收获指数、生育期,结合Arc GIS克里金插值分析法,分析了四川省玉米产区玉米生育期内气候资源、干旱和玉米生产潜力、收获指数、生育期的时空变化特征,分析了气候资源与玉米
随着中国经济社会的不断发展,基层社会制度也在进行一些列深层次的变革,当前正在全力推进的村(社区)党组织书记、村(居)委会主任“一肩挑”政策,就是基层村级组织改革的重中之重,直接关系着党对基层的有效治理,关系着乡村振兴战略的有效推进,更关系着基层群众的切身利益。但在实际操作中,村(社区)两委之间存在矛盾,党的领导与群众自治之间存在冲突,基层选人用人留人难,党员群众不理解等问题,对推行“一肩挑”造成一
学位
随着新一轮西部大开发的推进和基础建设的快速发展,我国涌现了大量的高海拔铁路隧道。铁路隧道的修建虽然推动了经济的发展,给我们生产和生活带来便利,但铁路隧道在运营阶段容易发生列车颠覆、列车停运及火灾等事故。若发生隧道火灾,将会造成人员伤亡、经济损失、引起社会恐慌,由于高海拔铁路隧道“低温、低氧、低气压”的环境特点,导致发生火灾时火灾特性不同于平原隧道,人员疏散主要依靠紧急救援站。因此对高海拔铁路隧道紧