碳衍生物论文-王悦霖

碳衍生物论文-王悦霖

导读:本文包含了碳衍生物论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:石墨相氮化碳,第一性原理,密度泛函理论,能带结构和吸收光谱

碳衍生物论文文献综述

王悦霖[1](2019)在《石墨相氮化碳衍生物的电子性质及其在CO_2还原反应中催化性能的理论研究》一文中研究指出石墨相氮化碳(g-C_3N_4)具有独特的电子结构和化学性质,是一种新型的非金属功能性材料,在利用太阳能转化清洁能源领域受到广泛关注。然而,纯g-C_3N_4载流子迁移率和可见光响应低,其内部光生电子和空穴容易复合,在一定程度上阻碍了g-C_3N_4的应用。为了提高其光催化活性,许多研究集中在对g-C_3N_4进行改性,调节g-C_3N_4的带隙,提高g-C_3N_4对可见光的吸收能力和解决电子-空穴对易复合的问题。常用的改性方式有金属/非金属元素掺杂以及与半导体复合形成异质结。金属和非金属掺杂能够有效降低g-C_3N_4的带隙,拓宽其可见光吸收范围。基于g-C_3N_4的异质结不仅可以降低带隙,还能解决电子-空穴对易复合的问题,使电子和空穴分别富集到两个半导体上,实现电子和空穴的空间分离。实验研究表明,异质结的光催化活性远高于单组分半导体。目前,相关的研究主要集中在催化剂的合成和应用上,对催化反应的机理研究相对较少。通过理论计算探讨微观反应机制以及催化剂的结构和性能间的关系,设计性能优异的催化剂具有重要意义。本论文的第一部分主要介绍了g-C_3N_4的改性方法和在光催化领域的应用。第二部分简要介绍第一性原理和密度泛函理论。第叁到第五部分为本论文的主要研究内容,分别为:1、采用第一性原理研究了氮化碳衍生物(C_6N_7)_n,[C_6N_7(C_2)_(1.5)]_n,[C_6N_7(C_4)_(1.5)]_n,[C_6N_7(C_3N_3)]_n和[C_6N_7(N_2)_(1.5)]_n的电子性质和光学性质。能带结果表明,与g-C_3N_4相比,五种氮化碳衍生物的带隙减小。氮化碳衍生物的功函数大于g-C_3N_4。g-C_3N_4的强吸收峰在350nm左右,随着五种氮化碳衍生物吸收光谱范围的增大,吸收波长范围逐渐扩展到可见光区。与g-C_3N_4相比,五种氮化碳衍生物的最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)具有明显的离域性,有利于增强载流子的迁移能力,使光催化活性增强。2、采用密度泛函理论方法研究了S掺杂g-C_3N_4的电子结构和光学性质,并且探究了S掺杂g-C_3N_4作为光催化剂还原CO_2的最优反应路径。结果表明,S掺杂提高了g-C_3N_4的催化性能。S掺杂g-C_3N_4作为光催化剂还原CO_2的最优路径为CO_2→COOH*→CO→HCO*→HCHO→H_3CO*→CH_3OH。与g-C_3N_4相比,S掺杂改变了速率决速步骤,使其吉布斯自由能变化(ΔG)从1.43 eV(g-C_3N_4)降为1.15 eV。故S掺杂g-C_3N_4的CO_2还原活性优于g-C_3N_4,与实验结果吻合较好。3、采用密度泛函理论方法研究了Z型B掺杂g-C_3N_4/SnS_2的能带结构,吸收光谱和电子转移机理,并且探究了其作为光催化剂还原CO_2的最优反应路径和催化产物。结果表明,与单组分的g-C_3N_4,B掺杂g-C_3N_4和SnS_2相比,g-C_3N_4/SnS_2和B掺杂g-C_3N_4/SnS_2异质结的带隙减小,吸收光谱红移,吸收强度增大。功函数和差分电荷密度表明,g-C_3N_4/SnS_2和B掺杂g-C_3N_4/SnS_2异质结构的电荷转移机制是Z-型电荷转移机制,在光照下,内置电场促进SnS_2的CB中的光激发电子转移到g-C_3N_4或B掺杂g-C_3N_4的VB中。光激发的电子和空穴聚集在不同的半导体表面,有效延长了光生载流子的寿命并提高了光催化能力。热力学计算发现,对于Z型g-C_3N_4/SnS_2,CO_2还原的决速步骤是CO_2→COOH*,ΔG为1.10 eV,主要产物是CH_3OH和CH_4,与实验结果一致。对于B掺杂g-C_3N_4/SnS_2,其最优的CO_2还原反应路径为CO_2→COOH*→CO*→HCO*→CHOH*→CH*→CH_2*→CH_3*→CH_4,速率决速步骤(CH_2*→CH_3*)的ΔG为0.40 eV。B掺杂g-C_3N_4/SnS_2的速率决速步骤的ΔG远低于g-C_3N_4/SnS_2,表明B掺杂g-C_3N_4/SnS_2的光催化活性优于g-C_3N_4/SnS_2。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01)

郭守学,陈滇宝,仲崇祺,唐学明[2](1996)在《球碳衍生物在钕系催化剂催化丁二烯聚合中的应用──催化剂的相态》一文中研究指出在Nd(naph)3-Al(i-B3)3-Al(i-Bu)2Cl(简称Nd—Al-Cl)叁元催化体系中加入球碳衍生物C60Xn(X为某卤素基因),改善了催化剂的相态稳定性,同时对比考察了几种溶剂对C60Xn的溶解性,发现溶解度都比加氢汽油好,以其催化丁二烯聚合,活性也有所提高。(本文来源于《弹性体》期刊1996年01期)

碳衍生物论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

在Nd(naph)3-Al(i-B3)3-Al(i-Bu)2Cl(简称Nd—Al-Cl)叁元催化体系中加入球碳衍生物C60Xn(X为某卤素基因),改善了催化剂的相态稳定性,同时对比考察了几种溶剂对C60Xn的溶解性,发现溶解度都比加氢汽油好,以其催化丁二烯聚合,活性也有所提高。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

碳衍生物论文参考文献

[1].王悦霖.石墨相氮化碳衍生物的电子性质及其在CO_2还原反应中催化性能的理论研究[D].东北师范大学.2019

[2].郭守学,陈滇宝,仲崇祺,唐学明.球碳衍生物在钕系催化剂催化丁二烯聚合中的应用──催化剂的相态[J].弹性体.1996

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