碳基纳米复合材料的设计合成与光(电)催化性能的研究
目录
第一章绪论 (1)
1.1纳米材料 (1)
1.2纳米复合材料 (2)
1.2.1纳米复合材料的制备 (3)
1.2.2纳米复合材料的应用 (6)
1.3光催化简介 (9)
1.4电催化简介 (12)
1.4本课题的立题依据、意义及研究内容 (13)
1.4.1立题依据、意义 (13)
1.4.2研究内容 (14)
参考文献 (15)
第二章CQDs对不同活性面的BiVO4光催化性能的增强的研究 (18)
2.1仪器和试剂 (18)
2.2实验及表征 (19)
2.2.1CQDs的制备 (19)
2.2.2m-BiVO4纳米球及纳米片的制备 (20)
2.2.3CQDs/m-BiVO4复合物的制备 (20)
2.2.4仪器测试与表征 (20)
2.2.5CQDs/m-BiVO4复合物光催化能力测试 (21)
2.3结果与讨论 (21)
2.3.1CQDs/m-BiVO4复合物的结构和基本性质表征 (21)
2.3.2CQDs/m-BiVO4复合物的光催化性能及机理研究 (24)
2.4结论 (26)
参考文献 (27)
第三章CQDs/NiFe-LDH复合催化剂的设计、合成及其在水氧化方面的应用 (30)
3.1仪器和试剂 (31)
3.2实验及表征 (32)
3.2.1CQDs的制备 (32)
3.2.2CQDs/NiFe-LDH复合物的合成 (32)
3.2.3NiFe-LDH、CQDs/β-Ni(OH)2及CQDs/FeO x的合成 (32)
3.2.4仪器测试与表征 (33)
3.2.5电催化性能测试 (34)
3.3结果和讨论 (35)
3.3.1CQDs的结构及其性质表征 (35)
3.3.2NiFe-LDH及CQDs/NiFe-LDH复合物的形貌结构和基本性质表征 (36)
3.3.3CQDs/NiFe-LDH复合物电催化性能及机理研究 (39)
3.3.4不同尺寸碳材料与NiFe-LDH复合对其电催化性能的影响 (43)
3.4结论 (45)
参考文献 (45)
第四章RGO/ZnCo-LDH复合物的制备及其对水氧化催化性能的研究 (50)
4.1仪器和试剂 (51)
4.2实验及表征 (52)
4.2.1RGO的制备 (52)
4.2.2RGO/ZnCo-LDH复合物的合成 (52)
4.2.3ZnCo-LDH、Co-OH、Zn-LDH、Co3O4及ZnO的合成 (52)
4.2.4仪器测试与表征 (52)
4.2.5电化学性能测试 (53)
4.3结果和讨论 (54)
4.3.1RGO/ZnCo-LDH复合物的形貌结构及其性质表征 (54)
4.3.2RGO/ZnCo-LDH复合物的电催化特性及其机理探究 (57)
4.4结论 (64)
参考文献 (65)
第五章总结 (68)
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文 (69)
致谢 (70)
碳基纳米复合材料的设计合成与光（电）催化性能的研究第一章
第一章绪论
1.1纳米材料
广义上来说，纳米材料是三维空间中至少有一维处于纳米级（1~100nm）范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的材料的总称[1-2]。由于纳米材料的尺寸接近光波长和电子的相干长度，再加上其具有特殊的大比表面积效应，从而使其存在有别于宏观物质的小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应[3-7]，因而使得这种新型材料具有异于普通材料的优异的光、电、磁、热、力学、机械等性能。可以预见，纳米材料将成为21世纪新一轮产业革命的支柱之一[8,9]。
纳米材料从制备手段来分，一般可归纳为物理方法和化学方法[8]。物理制备纳米材料的方法有：粉碎法、高能球磨法、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。比较早期的纳米材料如金属、合金等的制备都会采用比较传统的物理方法，因为它的相对成本较低而且操作简单，但形成的产品往往存在纯度不高、形状难以控制、颗粒分布不均等缺点。所以近年来化学法作为新型纳米材料的主要合成方法而被广泛的运用，它主要适用于多相纳米化合物及纳米复合材料的制备，并且具有花费小、合成性能好和形状可控等优点，现在实验中一般用到的化学法主要包括沉淀法[10]、水热法[11]、化学气相沉积法（CVD）[12]、电化学法、水解法、溶胶-凝胶法、微乳液法等[13-14]。具体内容我们会在下面详细说明。
作为被誉为21世纪最有潜力的新型功能材料，纳米材料由于具有特异的光、电、磁、热、声、力、化学和生物性能，使其可以广泛应用于工业与民用等方面。随着纳米新材料制备工艺的不断发展及其广泛的应用，工业化的纳米材料必然会对传统的化学工业产生重大影响[15-19]。例如：由于纳米粒子的表面积大、表面活性中心多，使其可以作为一种极好的催化材料，它不但可以大大提高反应效率，控制反应速度，甚至可以使原来不能进行的反应也能完全进行。在环境保护领域，目前的纳米级材料主要有净化空气的用途，如纳米燃油添加剂、煤炭助燃类催化剂、车类尾气净化用催化剂等；另在污水处理领域，如纳米催化技术、纳米滤清
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