金属有机骨架材料与半导体偶联光催化剂的设计 合成及其水分解制氢的光催化性能

在化石能源大量使用的当下,能源枯竭和环境污染两个像两座大山一样堵死了工业和经济快速发展的道路。寻找高效的清洁能源的迫切性日益加剧。作为最理想的清洁能源——氢气,低耗甚至无消耗的获取氢气无疑成为了研究人员的追求目标。光催化分解水制氢技术应运而生。然而,这项技术虽然可以转化太阳能将水分解成氢气和氧气,但是传统光催化中的电子空穴复合率过高导致其效率并不足以大量制备氢气。改善光催化剂的效率确实值得研究人员挑战并深入研究。本文通过引入金属有机框架材料来改变光催化剂的内部结构,来达到加速反应过程中光催化剂中的电子传输速度,抑制催化剂内电子空穴的复合等效果。在增强催化剂的活性的同时,深入研究内部电子跃迁和转移的机制。为提升光催化产氢性能的道路上提供新的思路并做出铺垫。主要工作内容如下:（一）、使用Ni2P纳米粒子修饰g-C3N4和UiO-66实现空间电子轨道对接以实现太阳能高效分解水。通过简单的两步溶剂热合成法制备了g-C3N4/UiO-66/Ni2P复合光催化剂。改变复合和催化剂中各组分的配比,观察他们在催化活性上发生的变化。并以宇宙天体的新颖角度描述了整个催化反应的详细过程。同样对UiO-66在吸附光敏化剂和提供反应场所等方面的作用进行了深入分析。（二）、MOFs与NiPx协同界面在光催化高效产氢领域中应用的研究,更加专注于复合催化剂协同界面的作用。直接将MOFs材料作为基底,在其表面复合性能较好的电子传输半导体材料NiPx。分析复合后材料活性上的变化,查明协同界面的促进作用。从而为抑制光催化剂光生电子空穴复合和加速电子传输速率等问题提供了有效办法。为MOFs材料直接作用在催化领域提供参考依据。

基本信息

题目	金属有机框架材料与半导体的耦合光催化剂的设计合成及其光催化分解水制氢性能研究
文献类型	硕士论文
作者	王泽金
作者单位	北方民族大学
导师	靳治良
文献来源	北方民族大学
发表年份	2020
学科分类	工程科技Ⅰ辑
专业分类	化学,化学,无机化工
基金	国家自然科学基金(21263001,41663012,21862002),北方民族大学研究生创新项目(YCX1776)
分类号	TQ116.2;O643.36;O644.1
关键词	金属有机框架材料,光催化产氢,染料敏化,电子空穴复合,电子传输机制
总页数：	67
文件大小：	5379K

论文目录

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 光催化简介

1.1.1 研究背景

1.1.2 光催化的由来和原理

1.1.3 光催化的局限及改进方法

1.2 光催化中的半导体

1.2.1 光催化中半导体的分类

1.2.2 光催化中半导体的选取实例

1.3 金属有机框架材料（MOFs）简介

1.3.1 金属有机框架材料（MOFs）概述

1.3.2 金属有机框架材料（MOFs）性质

1.3.3 金属有机框架材料（MOFs）在光催化领域中的应用

1.4 本文选题背景、意义及研究内容

第二章 Ni2P纳米粒子修饰g-C3N4和UiO-66 实现空间电子轨道对接以实现太阳能高效分解水

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂和仪器

2.2.2 光催化剂的制备

2.2.3光催化产氢实验

2.2.4 表征仪器

2.3 结果与讨论

2.3.1 形貌和结构

2.3.2 光催化制氢活性

2.3.3 电化学特性试验

2.3.4 复合催化剂g-C3N4/UiO-66/Ni2P上可能的光催化机理

2.4 结论

第三章 MOFs与 NiPx协同界面在光催化高效产氢领域中应用的研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂和仪器

3.2.2 光催化剂的制备

3.2.3 表征方法

3.2.4 光催化产氢实验

3.3 结果和讨论

3.3.1 形态结构

3.3.2 BET孔径分析

3.3.3 光谱分析

3.3.4 光催化制氢活性

3.3.5 电化学特性试验

3.3.6 NiPx/ZIF-67 上光催化反应的机理

3.4 结论

第四章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢

个人简介

附件

参考文献

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