石墨相C3N4的微纳结构调控及光催化环境净化应用PDF电子书下载

第1章 g-C3N4的基本性质及应用 1

1.1 光催化技术简介 1

1.1.1 光催化基本原理 1

1.1.2 光催化剂的研究进展 2

1.1.3 g-C3N4光催化影响因素 3

1.1.4 g-C3N4的改性方法 4

1.2 g-C3N4的物理化学性质 6

1.2.1 g -C3N4光催化剂的结构 6

1.2.2 能带结构 6

1.2.3 热稳定性和化学稳定性 8

1.2.4 光学性质 8

1.3 g-C 3N4的制备方法 10

1.3.1 热聚合法 10

1.3.2 固相反应法 10

1.3.3 电化学沉积 10

1.3.4 溶剂热法 11

1.4 g-C3N4的性质表征 11

1.4.1 晶体和微结构 11

1.4.2 比表面积和孔结构 11

1.4.3 热重-差示扫描量热法 12

1.4.4 化学组成 12

1.4.5 光学性质 12

1.4.6 光电流和阻抗谱 13

1.4.7 电子自旋共振 13

1.4.8 光催化过程的原位红外光谱研究 14

1.5 g-C3N4在环境净化和绿色能源中的应用 14

1.5.1 环境污染净化 14

1.5.2 光催化分解制氢制氧 15

1.5.3 光催化还原CO2 15

1.5.4 光催化有机合成 16

参考文献 16

第2章 g-C3N4的微纳结构优化及光催化性能增强 22

2.1 g-C 3N4纳米结构和织构的调控 22

2.1.1 引言 22

2.1.2 光催化活性装置 23

2.1.3 光催化剂制备 23

2.1.4 结果与讨论 24

2.1.5 小结 34

2.2 通过前驱体硫尿质量调控g-C3N4微结构 34

2.2.1 引言 34

2.2.2 光催化剂的制备 34

2.2.3 结果与讨论 34

2.2.4 小结 46

2.3 利用SiO2模板合成高性能介孔g-C3N4 46

2.3.1 引言 46

2.3.2 光催化剂制备 47

2.3.3 结果与讨论 47

2.3.4 小结 55

2.4 通过热处理条件调控硫脲热聚合制备g-C3N4的微结构 55

2.4.1 引言 55

2.4.2 光催化剂的制备 56

2.4.3 结果与讨论 56

2.4.4 小结 66

2.5 热剥离对g-C3N4介孔结构和氧化能力的调控 67

2.5.1 引言 67

2.5.2 光催化剂的制备 67

2.5.3 结果与讨论 67

2.5.4 小结 79

2.6 水分子辅助尿素聚合制备蜂窝状高性能g-C3N4 80

2.6.1 引言 80

2.6.2 光催化剂的制备 80

2.6.3 结果与讨论 80

2.6.4 小结 91

参考文献 91

第3章 g-C3N4的掺杂改性及作用机制 96

3.1 C自掺杂g-C3N4及增强的可见光吸收和光催化活性 96

3.1.1 引言 96

3.1.2 催化剂的制备 96

3.1.3 结果与讨论 97

3.1.4 小结 104

3.2 P掺杂g-C3N4的制备及增强的可见光催化性能 105

3.2.1 引言 105

3.2.2 催化剂制备 105

3.2.3 结果与讨论 105

3.2.4 小结 109

3.3 K掺杂g-C3N4层间电荷分离及增强的可见光催化性能 110

3.3.1 引言 110

3.3.2 实验部分 110

3.3.3 理论计算 110

3.3.4 结果与讨论 110

3.3.5 小结 117

3.4 Na和K掺杂g-C 3N4的电子结构和作用机制对比 118

3.4.1 引言 118

3.4.2 实验部分 118

3.4.3 DFT理论计算 118

3.4.4 结果与讨论 119

3.4.5 小结 133

参考文献 133

第4章 g-C3N4基二元复合光催化剂的设计及性能增强机制 137

4.1 g-C3N4/ g-C3N4同型异质结的构建及性能增强机制 137

4.1.1 g-C 3N4/g-C 3N4同型异质结的构建 137

4.1.2 结果与讨论 138

4.1.3 小结 147

4.2 g-C3N4/BiOBr二维异质结的构建及性能增强机制 147

4.2.1 g-C3N4/BiOBr二维纳米异质结的制备 147

4.2.2 可见光催化氧化RhB的性能评价 148

4.2.3 结果与讨论 149

4.2.4 小结 155

4.3 g-C3N4/GO无金属二维异质结的构建及性能增强机制 155

4.3.1 复合光催化剂的制备 156

4.3.2 结果与分析 156

4.3.3 小结 166

4.4 g-C3N4/ （BiO）2 CO3二维异质结的构建及性能增强机制 166

4.4.1 g-C3N4/（BiO）2CO3二维纳米异质结的制备 166

4.4.2 可见光催化氧化RhB性能评价 167

4.4.3 结果与讨论 168

4.4.4 小结 178

4.5 g-C3N4/Ag异质结的构建及性能增强机制 178

4.5.1 催化剂的制备 178

4.5.2 结果与讨论 179

4.5.3 小结 185

4.6 g-C3N4/Pd纳米复合催化剂的制备及光催化氧化与还原性能 185

4.6.1 催化剂的制备 185

4.6.2 结果与讨论 186

4.6.3 小结 196

4.7 g-C3N4/Bi半导体-半金属纳米杂化催化剂的制备及SPR增强的光催化性能 197

4.7.1 催化剂的制备 197

4.7.2 结果与讨论 198

4.7.3 小结 211

参考文献 212

第5章 g-C3N4基光催化剂的负载及空气净化应用 217

5.1 g-C3N4在泡沫陶瓷表面的负载：热处理温度的影响 217

5.1.1 引言 217

5.1.2 光催化剂制备 218

5.1.3 结果与讨论 219

5.1.4 小结 230

5.2 g-C3N4在泡沫陶瓷表面的负载：热处理时间的影响 230

5.2.1 引言 230

5.2.2 光催化剂制备 231

5.2.3 结果与讨论 231

5.2.4 小结 239

5.3 g-C3N4/TiO2在泡沫陶瓷表面的负载及光催化净化NO的性能增强机制 240

5.3.1 引言 240

5.3.2 光催化剂制备 240

5.3.3 结果与讨论 240

5.3.4 小结 249

参考文献 249