發(fā)布時(shí)間：2020-06-23 14:23

【摘要】：半導(dǎo)體光電催化制氫是一種將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的新型綠色可持續(xù)的能源技術(shù)。作為一種典型的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料,CdS因其理想的禁帶寬度(2.4 eV)和合適的能帶位置被視為一種令人滿意的光催化劑。然而,CdS的光催化活性被自身快速?gòu)?fù)合的光生-電子空穴對(duì)和嚴(yán)重的光腐蝕所限制。因此,對(duì)CdS進(jìn)行合理的改性從而有效提升其光催化活性已受到當(dāng)前研究者的廣泛關(guān)注。本論文通過(guò)加載合適的助催化劑以及復(fù)合其他半導(dǎo)體構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)去研究CdS的光電催化性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)電沉積、化學(xué)浴沉積以及簡(jiǎn)單的還原反應(yīng)制備了以ZnO納米棒為模板的ZnO/CdS/Au納米管陣列復(fù)合材料。Au納米顆粒作為光敏劑可以提高光吸收效率,同時(shí)向CdS導(dǎo)帶注入熱電子有效增大復(fù)合材料的載流子密度�？招牡腪nO納米管陣列結(jié)構(gòu)可以為CdS產(chǎn)生的光生電子提供快速轉(zhuǎn)移的通道,減少光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合。得益于Au納米顆粒局域等離子共振效應(yīng)和特殊納米管陣列結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用,ZnO/CdS/Au納米管復(fù)合材料表現(xiàn)出顯著提升的光電化學(xué)性能。(2)通過(guò)電沉積、化學(xué)浴沉積以及溶劑熱法制備了ZnO/CdS/BiOI納米棒陣列復(fù)合材料。加載的BiOI可以與CdS形成p-n異質(zhì)結(jié),實(shí)現(xiàn)光生電子-空穴對(duì)的快速分離。同時(shí),窄帶隙的BiOI不僅可以拓寬復(fù)合納米材料的光響應(yīng)范圍,而且能夠提升光吸收能力。特別地,生長(zhǎng)在CdS表面的BiOI以納米片狀相互交織銜接成網(wǎng)狀,能夠有效擴(kuò)大復(fù)合納米材料的反應(yīng)面積,提供更多反應(yīng)位點(diǎn)。因此,ZnO/CdS/BiOI顯示出比ZnO/CdS復(fù)合納米材料更為優(yōu)異的光電化學(xué)性能。(3)通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法與化學(xué)沉淀法成功制備了雙助催化劑CdS基NiS/CDs/CdS復(fù)合光催化劑。復(fù)合光催化劑NiS/CDs/CdS表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化產(chǎn)氫活性,是單一CdS產(chǎn)氫速率的5.38倍。復(fù)合光催化劑中NiS和CDs之間積極的協(xié)同作用有利于光催化性能的提升。其中,碳點(diǎn)(CDs)的引入可以延緩光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合并且增強(qiáng)光吸收;NiS與CdS形成的p-n異質(zhì)結(jié)可以極大促進(jìn)光生載流子的有效分離;加載的NiS薄膜可以作為氧化反應(yīng)活性位點(diǎn)快速消耗掉CdS產(chǎn)生的光生空穴,從而進(jìn)一步抑制光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O643.36;TB383.1
【圖文】：

圖 1.1 半導(dǎo)體光催化分解水基本原理示意圖gure 1.1 Schematic diagram of water splitting over semiconductor photocatalyst光電催化分解水基本原理化學(xué)（PEC）分解水的基本設(shè)備配置如圖 1.2 所示，它由雙電極（

圖 1.2 光電化學(xué)分解水設(shè)備配置Figure 1.2 Device configuration of photoelectrochemical (PEC) water splittin導(dǎo)體光電催化活性的影響因素

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭麗;趙錦航;牛小方;李能麗;楊云慧;;基于銀鈀鉑復(fù)合納米材料標(biāo)記的癌胚抗原免疫傳感器的研制[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年04期

2 陳茂鑫;周瑩;袁若;;基于AgNCs-Ce:ZONPs發(fā)光復(fù)合納米材料的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器對(duì)腫瘤標(biāo)志物靈敏檢測(cè)的研究[J];化學(xué)傳感器;2017年01期

3 ;合肥研究院研制出高效去除土壤中有機(jī)污染物的新方法[J];河南化工;2017年07期

4 朱展才,朱國(guó)輝,馮錦華;堿型Mn_3O_4/Tm_2O_3復(fù)合納米材料的制備及其催化性能[J];漳州師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年04期

5 郭嘉;康龍?zhí)?曹戰(zhàn)民;;石墨烯基復(fù)合納米材料在燃料電池陰極氧氣還原反應(yīng)催化劑上的應(yīng)用[J];化工新型材料;2016年12期

6 馬紀(jì);孫超倫;斯琴格日樂(lè);范云場(chǎng);李飛飛;張磊;;Fe_3O_4/g-C_3N_4磁性復(fù)合納米材料的制備及其應(yīng)用于有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)的研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2016年S1期

7 ;中科院研制新復(fù)合納米材料可低成本修復(fù)酸性土壤重金屬污染[J];功能材料信息;2017年01期

8 侯大寅;魏安方;劉鳴;;磁性殼聚糖復(fù)合納米材料的制備[J];紡織學(xué)報(bào);2012年04期

9 于妍妍;谷慧;劉曉倩;周天舒;施國(guó)躍;;新型復(fù)合納米材料的電催化行為研究及其在活體分析中的應(yīng)用[J];化學(xué)傳感器;2011年04期

10 魏海英;郭紅革;陳強(qiáng);;環(huán)境友好型復(fù)合納米材料在食品包裝中的應(yīng)用[J];包裝工程;2017年19期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 宋宏偉;;復(fù)合納米材料在熒光標(biāo)識(shí)、藥物緩釋與癌癥治療方面的應(yīng)用[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

2 張楊陽(yáng);苑春剛;張艷;;Ag/Fe_3O_4/CNTs多功能復(fù)合納米材料吸附脫除氣態(tài)元素汞[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第2分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

3 段嗣斌;王榮明;;金屬-半導(dǎo)體復(fù)合納米材料及其在能源催化領(lǐng)域應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第四十二分會(huì)：能源納米材料物理化學(xué)[C];2016年

4 顏波;宋曉勝;范琳琳;鄯慧;李德軍;孫學(xué)良;李喜飛;;鋰/鈉離子電池復(fù)合納米材料的設(shè)計(jì)[A];第十四屆固態(tài)化學(xué)與無(wú)機(jī)合成學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2016年

5 劉國(guó)良;馮大千;華棟梁;劉天豪;;基于刺激響應(yīng)型金銀復(fù)合納米材料的傳感研究[A];第十屆全國(guó)化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集（墻報(bào)）[C];2017年

6 夏兵;;多孔硅基復(fù)合納米材料的制備及其在活體成像和光熱治療中的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第三十八分會(huì)：納米生物效應(yīng)與納米藥物化學(xué)[C];2016年

7 金鐘;劉杰;;碳基/無(wú)機(jī)復(fù)合納米材料的能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第四十二分會(huì)：能源納米材料物理化學(xué)[C];2016年

8 徐艷麗;李瑞;許銀霞;邢瑞敏;劉山虎;;硫化鋅基復(fù)合納米材料的組裝及其空氣凈化性能研究[A];河南省化學(xué)會(huì)2016年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2016年

9 張軍;劉相紅;吳世華;王淑榮;;一種通用性方法構(gòu)造多種貴金屬/三氧化二鐵復(fù)合納米材料[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

10 鐘偉;;Ⅱ-Ⅵ族氧化物復(fù)合納米材料的合成與性能調(diào)控[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 李學(xué)梅;新材料大“抽”二氧化碳,可濾汽車尾氣[N];新華每日電訊;2008年

2 吳亮;光能“清潔”空氣嗎？[N];福建日?qǐng)?bào);2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 葉萃;功能化復(fù)合納米材料構(gòu)建Signal-on光電化學(xué)生物傳感器及其相關(guān)應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2018年

2 蔡立;二氧化硅復(fù)合納米材料的制備及其在生物傳感中的應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2013年

3 王鐵軍;激光調(diào)控合成金屬?gòu)?fù)合納米材料及應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2018年

4 趙博;石墨烯復(fù)合納米材料的合成及其電化學(xué)性能研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 徐曼;鐵氧化物及其復(fù)合納米材料的制備與性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2014年

6 閆迎華;功能化復(fù)合納米材料的磷酸化蛋白質(zhì)和糖基化蛋白質(zhì)分析新方法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

7 王培培;生物礦化啟示構(gòu)筑納米半導(dǎo)體材料：微納結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能研究[D];吉林大學(xué);2015年

8 楊雨豪;石墨烯基TiO_2復(fù)合納米材料的制備以及光催化性能研究[D];西北大學(xué);2014年

9 彭花萍;磁性復(fù)合納米材料的制備及其電化學(xué)傳感研究[D];南昌大學(xué);2011年

10 隋春紅;以多酸為基礎(chǔ)制備一維納米復(fù)合材料及性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張秀奎;基于GO與銻（或錫）基化合物復(fù)合的納米材料的制備及其鈉離子電池性能研究[D];南京師范大學(xué);2018年

2 周靈;硅基復(fù)合納米材料的設(shè)計(jì)及儲(chǔ)鋰性能測(cè)試[D];湖南師范大學(xué);2018年

3 羅娜;碳點(diǎn)基復(fù)合納米材料的制備及其在分析檢測(cè)中的應(yīng)用[D];西華師范大學(xué);2018年

4 代繼哲;聚吡咯復(fù)合納米電極制備及吸附重金屬離子性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2018年

5 唐嘉儀;負(fù)載型貴金屬基復(fù)合納米材料及其光電催化應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所);2018年

6 李二冬;磁性復(fù)合納米材料的制備及其診療應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2018年

7 張欣然;無(wú)機(jī)多孔復(fù)合納米材料及其生物傳感性能研究[D];吉林大學(xué);2018年

8 文鵬;金屬—半導(dǎo)體復(fù)合納米材料：設(shè)計(jì)、構(gòu)筑及其光解水應(yīng)用研究[D];蘇州大學(xué);2017年

9 魏仁斌;CdS基復(fù)合納米材料的制備及其光電催化應(yīng)用[D];廣州大學(xué);2018年

10 吳彬;貴金屬基復(fù)合納米材料的制備與電化學(xué)性能研究[D];蘇州大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2727457