1。4。4 半导体复合 9

1。4。5 g-C3N4 纳米片的合成 10

1。5  本试验研究目的和意义 11

1。6  实验研究内容 11

第二章 实验部分 12

2。1  主要实验药品和仪器 12

2。1。1 主要实验药品 12

2。1。2 主要实验仪器 12

2。2  实验内容 13

2。2。1 光催化剂的制备 13

2。2。2 催化剂的表征 13

2。2。3 光催化实验 15

图 2。2 光催化活性评价反应装置图 16

第三章 结果与分析 17

3。1  结构表征 17

3。1。1 XRD 衍射图 17

3。1。2 红外光谱 18

3。1。3 氮气吸脱附等温线 19

3。1。4 扫描电镜分析 21

3。1。5 紫外可见漫反射光谱 22

3。1。6 稳态光致发光光谱 22

3。1。7 电子顺磁共振谱 23

3。2  光催化性能研究 24

3。3  本章小结 26

结论与展望 28

致谢 29

参考文献 30

第一章 绪论

1。1 概述

1。1。1 能源

能源是人类赖以生存的物质基础，是社会以及经济发展的重要基础，20 世 纪以来，由于现代工业化的发展迅速，大家对能源的消耗量也越来越大，消耗了 很多的煤和石油等不可再生能源，并伴随着 CO2、SO2 等有毒有害气体的排出， 严重污染了我们赖以生存的环境，令社会的发展和人类的生存都面临着很多困 难。半导体光催化直接利用太阳光来驱动一系列化学反应，将太阳能转化为化学 能或者直接降解以及矿化有机污染物，有利于解决能源不足以及环境污染等问 题，得到了各个国家的关注[1]。

1。1。2 氢能

由于人类现在所使用的能源如煤、石油等大部分都是不可再生的，却又是人 类生产和生活所必需的，因此开发新能源当今社会显得尤为重要。近年来，化石 燃料的消耗量越来越大，使其储备量越来越少，这就急需开发一种除化石燃料以 外而又储备充足的新的能源。氢能源满足了我们的所有要求。作为一种满足人类 各种需求的新能源，它具备很多优点：（1）它的导热系数极高，高出其他气体 很多倍。（2）宇宙中四分之三的质量都由它构成，空气和水中都含有氢，而水 的储备量非常充足（3）它可以作为汽车的能源，并且排出的废物是水，所以可 以再次循环利用并减少温室效应（4）在所有燃料中，氢的发热值是最高的（除 核）（5）燃点高，比较容易点燃（6）无毒、消耗少、利用率高（7）形态多样， 可以满足很多不同的运输要求[2]。

1。1。3 光催化分解水制氢

  半导体光驱动的水分解是一个有吸引力的技术解决方案，可以将阳光以太 阳能转化成化学能的形式作为主要动力来源 氢被认为是一种很有前途的碳替代 品，是一种理想的清洁燃料载体，自 1972 年在以二氧化钛为基础的光电化学反 应中发现氢可以从水中产生，已经取得了巨大的成果，建立了一个稳定的光催化 水分解系统，到目前为止，无机半导体材料，通常用作产氢固体催化剂，包括金