【摘 要】
：
化石燃料储量枯竭、温室气体过度释放是世界目前面临的问题。氢能作为化石燃料的最佳替代品,具有能量密度高、绿色清洁的优点。在过去几十年里,通过半导体光催化技术将太阳能转换为氢能逐渐成为未来能源和环境危机的绿色解决方案。类石墨相氮化碳（CN）作为一种具有二维层状结构的共轭聚合物,因其具有合适的带隙、稳定性高且制备方法简单等优点,在光催化领域受到越来越多的关注。然而,比表面积小、可见光吸收范围较窄等问题严
论文部分内容阅读
化石燃料储量枯竭、温室气体过度释放是世界目前面临的问题。氢能作为化石燃料的最佳替代品,具有能量密度高、绿色清洁的优点。在过去几十年里,通过半导体光催化技术将太阳能转换为氢能逐渐成为未来能源和环境危机的绿色解决方案。类石墨相氮化碳（CN）作为一种具有二维层状结构的共轭聚合物,因其具有合适的带隙、稳定性高且制备方法简单等优点,在光催化领域受到越来越多的关注。然而,比表面积小、可见光吸收范围较窄等问题严重制约其光催化活性。通过掺杂、异质结构建等改性方法,可以在一定程度上提高其光催化制氢性能。但是由于析氢过电位过高,基于g-C3N4的光催化材料需要负载昂贵的贵金属作为助催化剂。本文选择g-C3N4为光敏剂,通过设计构建过渡金属分子助催化剂,提高了载流子分离效率并降低了析氢过电位;同时通过S、O配体的对比显示出了配体设计和选择的重要性。最终,制得的样品具有优异的析氢活性。本论文主要内容如下:（1）利用g-C3N4纳米片（CN）的末端氨基通过温和的两步法共价接枝镍分子催化剂（Ni L）,制得高效的Ni L/CN复合光催化剂。共价接枝的Ni L通过金属-配体电荷转移（LMCT）机制显著提高了CN的光催化活性。Ni L的引入不仅降低了析氢过电位,还加速了电子的传输,增强了可见光的吸收。不添加任何贵金属的情况下,Ni L/CN复合光催化剂具有良好的光催化析氢活性(23.4μmol h-1)和高稳定性。（2）以CN为光敏剂,同时引入以噻吩甲醛/糠醛为配体的镍分子催化剂（Ni L）,得到复合光催化剂CN-Ni L。Ni L的引入不仅降低了析氢过电位,还加速了电子的传输。在不添加任何贵金属的情况下,Ni L-S复合光催化剂具有良好的光催化析氢活性(14.2μmol h-1)和高稳定性。结果表明,相同条件下含S分子配体在降低析氢过电位、加快载流子分离效率以及提高光催化制氢活性方面要强于含O分子配体。
其他文献
设计和合成具有新型结构和功能的超分子大环主体一直是超分子化学蓬勃发展的重要推动力。近几十年来,新制备的超分子大环层出不穷,并在材料、化工和医药等领域得到广泛应用。本文的研究工作主要围绕新型大环的合成、衍生及其构建的无孔自适应晶体（Nonporous Adaptive Crystals,简称为“NACs”）材料在吸附分离等方面的应用展开。在第二章中,介绍了一种新型超分子大环主体:萘基螺帽[3]芳烃的
酚类化合物广泛存在于食品、日用品和农业用品中,然而其潜在的毒性会对生命健康构成威胁,因此它们的检测对保障人身安全至关重要。本文用功能材料修饰电极表面,构建了两种酚类物质的电化学传感器,并且对其中带有酚羟基的手性氨基酸实现了有效的电化学手性识别。制备方法简便且检测快速、灵敏。具体的研究内容和相关工作如下:（1）在玻碳电极（GCE）上电聚合天然多酚单宁酸（TA）,得到聚单宁酸修饰电极PTA/GCE。此
荧光探针是现代科学和医学领域不可或缺的工具,常用于特定分子或离子的检测、量化、成像,与许多传统工具相比,荧光探针具有操作简单、选择性和灵敏度高、可实时监测、非侵入性和高时空分辨率等优点。其中,基于发色团反应的荧光探针,由于探针分子的发色团与被分析物发生化学反应,发色团结构被破坏,导致探针分子的共轭程度降低和光物理化学性质的剧烈变化,具有背景干扰小、光学性质变化明显、灵敏度高和选择性好等优点,为设计
随着社会的日益发展和人们对能源需求的提高,锂离子电池的能量密度已经不能满足电动产品的需求。锂金属负极因其极高的比能量和最低的电极电势引起了广泛的研究兴趣。由于锂金属负极较低的表面能和较高的扩散能,在锂沉积时倾向于生成一维枝晶刺穿隔膜造成电池短路。同时锂金属电池循环过程中负极体积变化大,易造成SEI膜破裂而降低电池性能。为了解决锂金属负极枝晶生长和体积膨胀的问题,我们分别设计了结构化亲锂性锂金属负极
由互不相溶的油水两相组成的液-液界面是自然界常见的界面之一,由于液-液界面与生物膜在结构上的相似性,导致在它上面的电化学反应对物质在生命体中的传递和交换过程的研究有重要参考价值。近几年兴起的单颗粒碰撞电化学是液-液界面电化学的一个重要分支,这是一种基于单个微纳米实体在极化界面上碰撞的电化学技术,不仅能实现单个微粒的尺寸表征,还可以研究单个微粒在动力学和热力学方面的电化学性质。本文主要以单个微纳米尺
随着国民生活水平的提升,医药行业的迅猛发展,各类药物在为病人缓解疾病痛苦之时,所产生的废物因未被妥善处理,而对水体环境造成了污染。羟基氯喹（Hydroxychloroquine,HCQ）作为一种治疗疟疾和自身免疫疾病的主要药物,目前已有的研究多集中在治病机理和具体降解手段上。缺乏关于HCQ在水环境中降解动力学,以及产物机理方面的研究。很少有文章系统报道了HCQ直接光解、间接光降解(与羟基自由基·O
可见光是一种廉价、无污染且无限可得的清洁能源,以可见光为能源驱使化学反应符合人类社会对可持续化学发展的基本要求。近年来,可见光催化体系已成功应用于多种复杂功能化合物的合成,展现出优异的催化合成价值和工业应用潜力。在可见光参与的诸多反应中,可见光促进的能量转移反应受到了合成界的极大关注,因为这种方法:1)规避了自由基离子造成的缺陷;2)降低了诸多催化反应的动力学障碍;3)提供了一种独特的反应途径来构
大豆分离蛋白（SPI）作为一种天然来源的植物蛋白,具有良好的生物相容性、降解性、低免疫原性等优点。基于SPI的凝胶能够具备SPI的各种性质,已被应用于离子吸附、药物递送、组织工程等领域。然而,目前SPI凝胶结构不够稳定,力学性能普遍较弱,极大地限制了其应用。本论文通过物理交联和化学交联相结合,设计了两类力学性能良好的SPI基双网络凝胶。在受到外力作用时,凝胶中由氢键作用形成的物理交联网络能较好地消
新烟碱类杀虫剂是继传统有机氯、有机磷、氨基甲酸酯杀虫剂后的第四代杀虫剂,也是目前使用量最大的杀虫剂种类之一。由于新烟碱杀虫剂的广泛使用,加上其挥发性低、水溶性好的特点,新烟碱杀虫剂在使用后大量进入并留存于环境水体,对水生系统环境和人体健康造成诸多直接或潜在安全风险。光降解是新烟碱进入环境水体后的重要降解途径,包括新烟碱杀虫剂自身吸光后发生的直接光解以及与水中其他光敏物质经光化学反应产生的活性氧化物
温室效应引起的全球气候问题严重威胁着人类的生存和发展,二氧化碳电化学还原（CO2RR）技术可以利用可再生电能将大气中的CO2还原为碳基化学品和燃料,关闭碳循环,在减少CO2的同时实现可再生能源的化学储存。铜基催化剂是唯一能将CO2催化还原为多碳化合物的金属基催化剂,对CO2RR具有独特的催化性能。但是,铜基催化剂在CO2RR中生成的产物具有多样性,对单一特定产物的选择性较低,对于工业化应用带来了繁