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能源短缺是人类可持续发展所面临的重大问题之一,半导体光催化技术被认为是解决这一问题的一种绿色环保技术。随着光催化技术的发展,研究者已经开发出上百种光催化材料。其中,共价三嗪有机聚合物(CTFs)因其内部是由三嗪环连接有机官能团形成的框架结构而具有独特的化学性质和结构特征,近年来受到人们的广泛关注。本课题组在前期工作中成功合成出一种共价三嗪有机聚合物(CTF-T1),并证实其能够利用可见光分解水产氢,但是其依然存在光响应范围窄和光生载流子分离效率低等问题。因此,深入分析CTFs的研究现状及结构特征,从促进其光生载流子的产生、分离及增强光吸收性能等方面入手,构筑共价三嗪有机聚合物基光催化剂,对改善其光催化产氢性能具有重要的研究意义。本论文采用不同的方法对共价三嗪有机聚合物进行可控构筑,并对其物理化学结构、光电化学性质及光催化分解水产氢性能等进行详细表征和测试,探讨了影响共价三嗪有机聚合物基光催化剂产氢活性的主要原因。本论文主要研究内容包括:(1)锌掺杂共价三嗪有机聚合物的构筑及其结构、光电性质和光催化产氢性能研究;(2)铁掺杂共价三嗪有机聚合物的构筑及其能带结构、光生载流子迁移和光催化产氢效率增强机制研究;(3)共价三嗪有机聚合物/石墨烯复合光催化剂的构筑及其形貌、结构和光催化分解水产氢性能研究。本论文主要得出以下研究结果和结论:(1)以CTF-T1和ZnCl2为前驱体,通过低温热处理法制备出锌掺杂共价三嗪有机聚合物。结果表明,Zn掺杂改变了CTF-T1的能带结构,提高了样品的光吸收性能,促进了光生电子-空穴对的有效分离,并使光催化产氢性能提高了近5倍。(2)以CTF-T1和FeC13为前驱体,采用低温热处理法合成出铁掺杂共价三嗪有机聚合物。结果表明随着Fe掺杂量的增加样品的带隙逐渐减小,促进了光生载流子的产生和分离,从而导致光催化产氢性能大幅度增强,其中Fe10/CTF-T1的产氢活性约为CTF-T1的28倍。(3)将CTF-T1与GO溶液混合处理,通过光还原的方法制备出共价三嗪有机聚合物/石墨烯复合光催化剂。结果表明样品中引入适量的石墨烯能够提高其可见光利用率,促进光生载流子的迁移,实现光生电子-空穴对的有效分离,进而提高了样品的产氢性能。其中CTF-T1/rGO-2具有最高的产氢速率,达到17.88 μmol h-1。结合以上研究,本论文以提高共价三嗪有机聚合物光催化产氢性能为目标探讨了不同构筑方法与反应机理之间的关系,为共价三嗪有机聚合物基光催化剂的可控构筑提供了实验证据和理论指导。