發(fā)布時間：2021-01-03 16:42

　　3C-SiC半導(dǎo)體材料具有理想的帶隙（Eg=2.39 eV）和高的物理化學(xué)穩(wěn)定性,是理想的新型光電催化分解水制氫材料之一,受到了不少科研工作者的關(guān)注。鑒于金屬或其化合物與半導(dǎo)體的異質(zhì)結(jié)納米材料具有新穎的結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的光電特性,可以有效促進(jìn)電子-空穴的分離,提高半導(dǎo)體的光電催化活性。本文采用碳熱還原法在石墨紙基底上生長SiC納米線,并通過電沉積法制備了Ni/SiC、Ni₃S₂/SiC納米線異質(zhì)結(jié)構(gòu)薄膜復(fù)合電極,并研究其光電催化分解水制氫的性能。本文以可膨脹石墨為碳源,金屬硅粉為硅源,采用碳熱還原法在石墨紙基底上生長SiC納米線,制備了3C-SiC納米線薄膜;并通過恒電流沉積法在碳化硅納米線薄膜上沉積金屬鎳及其化合物,制備了Ni/SiC、Ni₃S₂/SiC納米線薄膜復(fù)合電極。采用X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電子顯微鏡、紫外可見分光光度計等儀器表征了產(chǎn)物的形貌、微觀結(jié)構(gòu)和成分等信息。研究了其光電催化性能,并對復(fù)合電極的催化機(jī)理進(jìn)行了初步討論,得到的主要結(jié)論如下:通過恒電流沉積法成功制備了Ni/SiC納米線薄膜。... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳化硅的晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.2.1 碳化硅的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 碳化硅的性質(zhì)
    1.3 碳化硅納米材料的制備
        1.3.1 一維碳化硅納米材料的制備
            1.3.1.1 碳熱還原法
            1.3.1.2 模板法
            1.3.1.3 電弧放電法
            1.3.1.4 激光燒蝕法
            1.3.1.5 化學(xué)氣相沉積法
        1.3.2 SiC納米線薄膜的制備
    1.4 碳化硅的光催化及光電催化研究進(jìn)展
        1.4.1 碳化硅的光電催化
        1.4.2 改性碳化硅的光電催化
            1.4.2.1 構(gòu)建異質(zhì)結(jié)
            1.4.2.2 離子摻雜
            1.4.2.3 貴金屬負(fù)載
    1.5 課題研究的意義、目的與內(nèi)容
        1.5.1 課題研究的意義與目的
        1.5.2 課題研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗及測試方法
    2.1 實(shí)驗原料及試劑
    2.2 實(shí)驗設(shè)備
    2.3 實(shí)驗方法
        2.3.1 石墨紙基底SiC納米線薄膜的制備
        2.3.2 復(fù)合電極的制備
            2.3.2.1 實(shí)驗裝置
            2.3.2.2 電沉積過程
            2.3.2.3 Ni/SiC復(fù)合電極的制備
3S₂/SiC復(fù)合電極的制備">            2.3.2.4 Ni₃S₂/SiC復(fù)合電極的制備
    2.4 測試與表征
        2.4.1 X射線衍射分析（XRD）
        2.4.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）
        2.4.3 X射線能譜（EDS）
        2.4.4 紫外可見分光光度計（Uv-vis）
        2.4.5 光電催化性能表征
第三章 Ni/SiC納米線復(fù)合電極的制備及其光電催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗部分
    3.3 實(shí)驗結(jié)果與分析
        3.3.1 Ni/SiC納米線薄膜的結(jié)構(gòu)特性
        3.3.2 不同沉積時間對產(chǎn)物形貌的影響
        3.3.3 Ni/SiC納米線薄膜的光電催化性能研究
        3.3.4 Ni/SiC納米線薄膜光電催化的機(jī)理探討
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
3S₂/SiC納米線復(fù)合電極的制備及其光電催化性能研究">第四章 Ni₃S₂/SiC納米線復(fù)合電極的制備及其光電催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗部分
    4.3 實(shí)驗結(jié)果與分析
3S₂/SiC納米線薄膜的結(jié)構(gòu)特性">        4.3.1 Ni₃S₂/SiC納米線薄膜的結(jié)構(gòu)特性
        4.3.2 不同沉積時間對產(chǎn)物形貌的影響
3S₂/SiC納米線薄膜的光電催化析氫性能研究">        4.3.3 Ni₃S₂/SiC納米線薄膜的光電催化析氫性能研究
3S₂/SiC納米線薄膜光電催化的機(jī)理探討">        4.3.4 Ni₃S₂/SiC納米線薄膜光電催化的機(jī)理探討
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 結(jié)論與展望
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及申請的專利情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硼摻雜SiC的制備、表征及其可見光分解水產(chǎn)氫性能（英文）[J]. 董莉莉,王英勇,童希立,靳國強(qiáng),郭向云.  物理化學(xué)學(xué)報. 2014(01)
[2]Preparation and Photoelectric Conversion Mechanism of Semiconducting ITO/Cu2O Electrodes[J]. WANG Hua, HE Wei, WANG Hui-xiu,WANG Shou-xu School of Microelectronics and Solid-State Electronics, University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054 China.  Journal of Electronic Science and Technology of China. 2006(02)
[3]電弧放電法制備SiC納米絲的實(shí)驗研究[J]. 吳旭峰,凌一鳴.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2005(01)
[4]太陽能制氫技術(shù)[J]. 倪萌,M K H Leung,K Sumathy.  可再生能源. 2004(03)
[5]采用碳納米管制備的碳化硅納米晶須研究[J]. 韓偉強(qiáng),范守善,李群慶,顧秉林,俞大鵬.  無機(jī)材料學(xué)報. 1997(06)

博士論文
[1]二氧化鈦基納米復(fù)合材料修飾陽極及其光催化輔助電解水制氫性能研究[D]. 何洪波.華東理工大學(xué) 2013



本文編號：2955144