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)和利用備受人們關注。近年來，人們在對石墨相氮化碳材料的研究中發(fā)現，這種新型的非金屬型半導體材料，不僅在可見光范圍內具有較強的吸收，而且其無毒環(huán)保，化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，價帶易調控，在光電轉換以及光催化領域擁有巨大的應用前景。
　　本論文主要設計合成了兩種基于石墨相氮化碳的復合材料，并將其應用于可見光光

2、電轉換中，旨在提高石墨相氮化碳的光電轉換效率，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，再煅燒至550℃，形成多孔石墨相氮化碳-二氧化鈦復合催化劑。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對材料的理化性質進行了詳細的表征分析。通過調節(jié)Melem與二氧化鈦的比例，以及

3、加入電子媒介體，可以使得復合材料光電流響應信號提升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子化處理，利用石墨相氮化碳的分子結構中氮原子上的孤對電子，與氫離子形成質子化作用，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，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子化作用和離子鍵結