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参考文献 10

致  谢 12

MoS2/g-C3N4复合物的制备及光催化性能表征

  引 言    进入21世纪以来，半导体催化剂[1-5]因为它本身特性它可以用来光催化分解水和分解掉有机类的化学污染物品，所以它的研究价值十分巨大。且随着经济的不断发展，石油煤炭等化石类燃料能源的不断枯竭，能源危机和环境污染危机不断扩大。光催化剂能够提高利用太阳能，且具有无污染的优点。MoS2是一种金属光泽灰黑色粉末状金属硫化物，是一种拥有抗磁性且具有半导体特性的化合物。化学和热稳定性好，450度开始升华，熔点2375度，不溶于水和稀酸。论文网

MoS2是一种具有类石墨烯结构的过渡金属硫化物，MoS2凭借着巨大比表面积，丰富的边缘结构，化学稳定性良好的优点和可控的禁带宽度，MoS2渐渐成为新型光催化材料的研究热点。MoS2独特的类石墨烯稳定层状结构[6]和层间的可渗透性为催化剂提供了更加稳定和广阔的领域。单层状的MoS2禁带宽度为1。80 eV，具有可见光下的光催化活性。同时在纳米结构下它的较大的比表面积大大增强了它的催化活性。因为半导体材料能带的不连续性，其带隙是由一系列填满电子轨道的价带以及一系列未填满电子的空轨道导带组成。在光的照射下，当吸收到等于或者大于其自身带隙能量时，它会受到激发，价带的电子会跃迁到导带上，产生了电子和空穴的分离，从而引发各种氧化还原反应。进而会将光能转化为化学能。因为MoS2所具有的相似与石墨层状结构，层状的结构类似于汉堡。由于其特殊的结构，MoS2易于成型。有关研究表明，用MoS2与其他半导体材料结合能够显著增大他们其中单一材料的光催化性能[7]。g-C3N4是一种石墨相新型半导体，可以在可见光照射的条件下进行光催化分解水制氢。g-C3N4是由地球上含量较多的C、N元素组成的以三嗪环为基本结构单元构成的聚合物，且具有类似于石墨层状结构[8-9]。g-C3N4作为光催化剂具有对可见光有一定的吸收，且抗酸碱腐蚀性好。g-C3N4这种非金属半导体带隙[10-12]的宽度约为2。7-3。0 eV。g-C3N4不同于其他的材料如石墨类的化合物。g-C3N4这种半导体材料容易吸附在其他材料表面，由此促进了其他材料表面的光生电子的移动[13]。由于g-C3N4有离域性共轭π键[14-16]存在，由于它结构的特性，它可以和其他的半导体材料进行水热溶剂复合得到复合类材料，这种复合类材料会大大提高碳化氮本身的光催化活性。单一的g-C3N4其比表面积小，光生和空穴复合效率高，所以其光催化效率较低。相比于单一的g-C3N4，MoS2因为其较大的比表面积和多孔结构等性质，将g-C3N4表面结合助催化剂MoS2形成g-C3N4/MoS2复合材料会大大提高自身的光催化性能。光催化剂是通过x射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)进行表征。LI[17]等运用多种制备碳化氮前驱体化合物制备g-C3N4，然后将碳化氮与MoS2复合制备了具有层与层结构g-C3N4/MoS2复合材料。发现显著提高了光降解有机污染物及染料的催化性能。文献综述

本课题经过参考一些科研文献，运用尿素，硫脲，十三聚氰胺和二氰二胺为制备碳化氮复合物前驱体煅烧得到g-C3N4[18]，然后将g-C3N4与钼酸钠（Na2MoO4）和硫脲（NH2CSNH2）混合在水热溶剂反应釜进行220度16小时恒温得到复合材料。经由XRD检查确定复合物内部组成，通过SEM检查得到复合物外部的形貌。改变反应制备g-C3N4的不同前躯体种类及碳化氮量的不同来研究在哪种条件可以得到更好更有用且更稳定的g-C3N4/MoS2[19-20]复合材料。