g-C3N4光催化材料的制備、改性及其性能研究.pdf

1、自二十一世紀(jì)以來，環(huán)境污染和能源短缺兩大問題在全球范圍內(nèi)日益突出。太陽能作為一種資源豐富且清潔無污染的能源引起了人們廣泛關(guān)注。半導(dǎo)體光催化材料利用太陽能進行光催化反應(yīng)，如，降解有機污染物、光解水產(chǎn)氫和光還原CO2等，在緩解環(huán)境惡化和能源緊缺方面有著巨大的應(yīng)用前景。g-C3N4作為一種新型光催化劑，因其具有原料豐富、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定及無毒無害等特點被廣泛應(yīng)用于各類光催化反應(yīng)。但常規(guī)的g-C3N4比表面積小、結(jié)晶度低以及光生載流子復(fù)合速度快

2、等缺點使得其在光催化應(yīng)用中受到極大的限制。本論文主要以表面改性和體相摻雜的方式來改善g-C3N4光催化性能，具體工作如下：
　　第一，為了提高g-C3N4在光催化還原CO2反應(yīng)過程中的CO2吸附量，進而提高其光催化CO2還原活性，我們通過簡單油浴的方法制備了胺基改性g-C3N4樣品。首先，我們以價廉易得的尿素作為前驅(qū)體原料，通過一步煅燒法制備了比表面積較大的g-C3N4基體，再用濃度一定的乙醇胺溶液對其進行低溫油浴處理得到表面胺基

3、改性光催化劑。我們利用X射線衍射分析技術(shù)（XRD）、透射電子顯微分析技術(shù)（TEM）、X射線光電子能譜分析技術(shù)（XPS）、紫外-可見漫反射光譜分析技術(shù)（UV-vis DRS）、比表面積和孔徑分析技術(shù)（BET）、CO2常溫吸附測試技術(shù)、表面電荷測試分析技術(shù)表征了樣品的一系列性質(zhì)。結(jié)果表明，g-C3N4表面胺基改性之后，其表面電荷發(fā)生改變，導(dǎo)致其常溫CO2吸附能力增強，且胺基改性后的g-C3N4樣品表現(xiàn)出較好的光催化CO2還原活性。這一工作表

4、明對g-C3N4進行表面胺基改性是一種能夠有效提高g-C3N4光催化CO2還原活性的方法。
　　第二，為了降低g-C3N4在光催化反應(yīng)中光生載流子的復(fù)合速率，我們采用離子摻雜的方式對g-C3N4進行改性，以三聚氰胺和三聚磷酸鈉作為前驅(qū)體，結(jié)合浸漬和煅燒法制備了一系列不同磷摻雜量的g-C3N4樣品。我們對所制備的樣品進行了以下表征和測試：XRD、TEM、UV-vis DRS、XPS、BET、FTIR、PL、電化學(xué)測試分析技術(shù)和光催化