N-掺杂石墨烯/CdS纳米复合物可见光下光解水制氢

摘要

在本文中，用煅烧法合成了一系列含有不等量N-graphene的N-graphene/CdS复合光催化剂，并通过X射线衍射（XRD）、TEM、HRTEM、拉曼散射，N2吸收、紫外-可见吸收、X-电子能谱等手段对其进行表征。本文对N-graphene/CdS光催化剂在可见光（λ≥ 420 nm）条件下光催化分解水制氢活性进行了研究。研究结果表明N-graphene/CdS光催化剂的活性比单纯CdS催化剂的活性高。光电流结果表明，N-graphene/CdS的光电流比CdS的光电流有很大的提高，说明CdS上产生的光电子极易转移到N-掺杂的石墨烯上，从而抑制了光生电子-空穴的复合进而提高了催化剂的光催化分解水制氢的能力。在影响N-graphene/CdS复合光催化剂的催化活性上，N-graphene助催化剂的含量是主要影响因素，研究表明，N-graphene的质量百分含量为2 ％时复合催化剂的光催化活性最高。作为对照，Graphene/CdS和GO（氧化石墨烯）/CdS复合催化剂用同样的方法合成出来，并对它们光催化分解水制氢活性进行了研究。研究结果表明，这三种催化剂的光催化活性由高到低排序为：N-graphene/CdS>graphene/CdS>GO/CdS>CdS。此外，在催化反应进行了30小时后N-graphen/CdS复合催化剂光催化制氢活性没有明显的降低，这说明了助催化剂N-graphene可以作为一个保护层来防止CdS催化剂的腐蚀。实验表明，用N掺杂的石墨烯修饰相应的催化剂能有效提高其光分解水制氢活性。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 文献综述

第二章N-掺杂石墨烯/CdS 纳米复合物的合成及其光催化性能

第三章 总结与展望

硕士期间发表论文

致谢