石墨相氮化碳聚合物的摻雜修飾及其光電性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，能源短缺和環(huán)境惡化成為人類21世紀面臨和亟待解決的重大問題。太陽能作為清潔能源，取之不盡，用之不竭，因此其開發(fā)和利用備受人們關(guān)注。近年來，人們在對石墨相氮化碳材料的研究中發(fā)現(xiàn)，這種新型的非金屬型半導(dǎo)體材料，不僅在可見光范圍內(nèi)具有較強的吸收，而且其無毒環(huán)保，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，價帶易調(diào)控，在光電轉(zhuǎn)換以及光催化領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用前景。
　　本論文主要設(shè)計合成了兩種基于石墨相氮化碳的復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于可見光光

2、電轉(zhuǎn)換中，旨在提高石墨相氮化碳的光電轉(zhuǎn)換效率，論文主要包括以下兩個部分:
　　1.以雙氰胺為原料，碳酸鈣納米粒子為模板，高溫煅燒至400℃，用鹽酸去除碳酸鈣模板，形成多孔的Melem。再通過超聲將二氧化鈦納米粒子引入Melem的孔內(nèi)，再煅燒至550℃，形成多孔石墨相氮化碳-二氧化鈦復(fù)合催化劑。實驗中通過掃描電鏡、紅外、紫外、X射線衍射和比表面積測試等技術(shù)對材料的理化性質(zhì)進行了詳細的表征分析。通過調(diào)節(jié)Melem與二氧化鈦的比例，以及

3、加入電子媒介體，可以使得復(fù)合材料光電流響應(yīng)信號提升10倍。
　　2.以雙氰胺為原料，通過高溫煅燒的方法，合成體相石墨相氮化碳。用不同濃度鹽酸對氮化碳材料進行質(zhì)子化處理，利用石墨相氮化碳的分子結(jié)構(gòu)中氮原子上的孤對電子，與氫離子形成質(zhì)子化作用，從而在石墨相氮化碳中不同程度地引入帶正電的氫離子，以及帶負電的氯離子，從而可控引入活性位點。再通過置換反應(yīng)，利用氯鉑酸根離子將氯離子置換，進而將石墨相氮化碳與氯鉑酸根離子通過質(zhì)子化作用和離子鍵結(jié)