Co-MOFg-C3N4材料的合成及其光催化水分解产氢性能研究

图3可以明显看出，纯g-C3N4的最大吸收出现在469nm，而Co-MOF/g-C3N4的最大吸收出现了明显的向短波方向移动出现在456nm处，说明吸收强度在紫外光区明显增强。同时分析材料的荧光光谱强度，可以研究材料光生载流子的分离率。通常情况下，荧光强度越弱，表明载流子复合率越低。从图中明显看出，在同样测试条件下，与纯g-C3N4相比，Co-MOF/g-C3N4荧光信号峰的强度明显降低，这表明Co-MOF/g-C3N4复合材料中光生电子-空穴对的分离效率比未修饰的g-C3N4大大提高。3.1Co-MOF/g-C3N4复合材料产氢结果图SEQ图\*ARABIC4g-C3N4和不同钴离子含量Co-MOF/g-C3N4复合材料产氢图图SEQ图\*ARABIC5Co-MOF/g-C3N4复合材料光分解水产氢循环性能测试所制备纯g-C3N4和Co-MOF/g-C3N4复合材料光催化剂的光催化活性通过光催化产氢测试进行评价。如REF_Ref41498440\h图4显示所有的Co-MOF/g-C3N4复合材料产氢量均大于纯g-C3N4的产氢量，钴离子含量为15%时，Co-MOF/g-C3N4复合材料的产氢性能最好，产氢量是纯g-C3N4产氢量的5倍。此外，还对Co-MOF/g-C3N4复合材料做了循环产氢性能测试，如REF_Ref41498451\h图5所示，Co-MOF/g-C3N4复合材料在经过三次产氢测试后，产氢量没有明显降低，说明Co-MOF/g-C3N4复合材料具有优良的稳定性。结论本论文采用超声波辅助法，以六水合硝酸钴、均三苯甲酸、g-C3N4为反应底物，三乙胺调节体系PH值，合成Co-MOF/g-C3N4复合材料。并用红外吸收光谱表征Co-MOF/g-C3N4复合材料的结构、组成分析和光吸收性能，采用荧光光谱分析g-C3N4和Co-MOF/g-C3N4复合材料的光吸收性能，用气相色谱仪检测g-C3N4、Co-MOF和Co-MOF/g-C3N4复合材料的产氢量。得出以下结论：（1）对Co-MOF/g-C3N4复合材料、Co-MOF和g-C3N4红外光谱图分析,得出Co-MOF与g-C3N4成功复合。（2）通过对g-C3N4和Co-MOF/g-C3N4复合材料进行荧光光谱分析，可知Co-MOF/g-C3N4的特征峰相对于g-C3N4的特征峰蓝移，Co-MOF的复合缩小了g-C3N4吸收光的范围。（3）通过对g-C3N4、Co-MOF和Co-MOF/g-C3N4复合材料进行产氢性能分析，可知所有的Co-MOF/g-C3N4复合材料产氢量均大于纯g-C3N4的产氢量，当钴离子含量为15%时Co-MOF/g-C3N4复合材料产氢量最高，是纯g-C3N4的产氢量的5倍。并在稳定性性能测试时，表现良好，产氢量没有明显变化。参考文献方行明,何春丽,张蓓.世界能源演进路径与中国能源结构的转型[J].政治经济学评论，2012,10(02):178-201.祁越峰.我国能源发展现状及未来趋势分析[J].内蒙古煤炭经济,2019,14:1-2.黄格省,阎捷,师晓玉,等.新能源制氢技术发展现状及前景分析[J].石化技术与应用,2019,37(05):289-296.李煜东.孔石墨相氮化碳的合成及其光催化研究[D].黑龙江:哈尔滨工业大学,2018.邢伟男.g-C3N4基光催化剂的制备及分解水产氢性能研究[D].黑龙江:哈尔滨工业大学,2018.靳爱玲.氮化碳基光催化材料的设计合成及其性能研究[D].江西:江西师范大学,2019.邓细宇,邝鑫雅,字包叶,等.石墨相氮化碳(g-C3N4)用于光催化产氢的研究进展[J].功能材料与器件学报,2020,26(01):7-15.彭小明,罗文栋,胡锋平,等.石墨类氮化碳改性方法的研究进展[J].水处理技术,2019,45(12):1-6.俞凡.石墨相氮化碳的合成、改性及光催化性能研究[D].江西:南昌航空大学,2019.KTakanbe,KKamata,XWang,etal.Photocatalytichydrogenevolutionondye-sensitizedmesoporouscarbonnitridephotocatalystwithmagnesiumphthalocyanine[J].PhysicalChemistryChemicalPhysics,2010,12(40):13020-13025.SMin,GLu.EnhancedElectrontransferfromtheexcitedEosinYtog-C3N4forhighiyefficienthydrogenevolutionunder550nmirradiation[J].JournalofPhysicalChemistryC,2016,116(37);19644-19652.田晓.类石墨相氮化碳的改性、修饰及其光催化性能研究[D].河北:河北科技大学,2019.XCWang,XFChen,AThomas,etal.Metal-containingcarbonnitridecompounds:anewfunctionalorganic-metalhybridmaterial[J],AdvanceMaterials,2009,21(16):1609-1612.KMaeda,XCWang,YNishihara,etal.Photocatalyticactivetiesofgraphiticcarbonnitridepowerforwaterreductionandoxidationundervisiblelight[J],JournalofPhysicalChemistryC,2009,113(12):4940-4947.ZXDing,XFChen,MAntonietti,etal.Synthesisoftransitionmetal-modifiedcarbonnitridepolymersforselectivehydrocarbonoxidation[J],Chemsuschem,2011,4(2):274-281.STonda,SKumar,SKandula,etal.Fe-dopedand-mediatedgraphiticcarbonnitridenanosheetsforenhancedphotocalyticperformanceundernaturalsunlight[J].JoumalofMaterialsChemistryA,2014,2(19):6772-6780.时晓羽,李会鹏,赵华,等.硫掺杂高比表面积g-C3N4的制备及其光催化性能的研究[J].现代化工,2020,40(04):167-172.季聪.g-C3N4和CdS基纳米复合材料在光催化水分解产氢中的应用研究[D].江苏:扬州大学,2019.宁湘,武月桃,王续峰,等.石墨相氮化碳/二氧化锡复合材料的制备及光催化性能[J].无机化学学报,2019,35(12):2243-2252.赵静黎.石墨相氮化碳点/石墨相氮化碳纳米片/石墨烯三元复合材料的制备及其光催化分解水析氢性能研究[D].河南:郑州大学,2019.DAGiannakoudakis,NATravlou,JSecor,etal.Oxidizedg-C3N4nanospheresascatalyticallyphotoactivelinkersinMOF/g-C3N4compositeofhierachicalporestructure[J].Small,2017,13:1601758-1601766.PSuyana,TMinju,GPriyanka,etal.C3N4anchoredZIF8composites:photoregenrable,hightcapacitysorbentsasadsorptivephotocatalystsfortheeffectiveremovaloftetracyclinefromwater[J].CatalysisScience＆Technology,2017,7:2118-2128.JFChen,JBZhong,JILi,etal.SynthesisandcharacterizationofnovelAg2CO3/g-C3N4compositephotocatalystswithexcellentsolarphotocatalyticactivityandmechanisminsight[J].MolecularCatalysis,2017,435:91-98.郭帆.含羧酸配体金属有机框架纳米材料的可控合成及其光催化性能研究[D].江苏:南京大学,2019.FXIIXamena,ACorma,HGarcia.Applicationformetal-organicframework(MOFs)asquantumdotsemiconductors[J].JournalofMaterialsChemistryC,2006,111(1):80-101闫增元,习海玲,袁立永.金属有机框架MIL-53(Fe)可见光催化还原水中U(Ⅵ)[J].环境科学,2019,40(04):1819-1825.张宝幸.类沸石咪唑骨架ZIF-8复合