三氧化鎢基納米結(jié)構(gòu)光陽極的制備及其光電化學性能研究
發(fā)布時間：2021-02-18 22:41
全球環(huán)境污染問題日趨嚴重使得發(fā)展取代傳統(tǒng)化石能源的可再生能源變得迫在眉睫。光電化學（PEC）分解水技術(shù)可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為氫能,是一種很有前景的生產(chǎn)可再生能源的技術(shù)。利用半導體材料作為PEC的光電極進行分解水反應(yīng)是目前最受關(guān)注的將太陽能轉(zhuǎn)化為電能或化學燃料的方法。三氧化鎢（WO3）是一種典型的寬禁帶半導體,由于具有一定的可見光吸收范圍（Eg2.7 e V）和優(yōu)異的電子傳輸性能被作為光陽極材料應(yīng)用于PEC反應(yīng)中。然而,WO3的禁帶寬度仍然較大,不能充分吸收利用太陽能光譜,其光生載流子的復合率高。雖然WO3的價帶（VB）位置適合產(chǎn)氧,但是其導帶（CB）位置較水的還原電位更正。本文針對WO3材料存在的不足,通過金屬元素摻雜、量子點敏化、形貌結(jié)構(gòu)控制和與其它半導體材料復合構(gòu)建異質(zhì)結(jié)等方法修飾改性WO3材料并提升其PEC性能。具體內(nèi)容如下:（1）使用兩步水熱法制備了Ni摻雜的WO3納米片陣列,樣品為單斜相WO3...
【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：145 頁
【學位級別】：博士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 半導體光電催化概述
1.1.1 引言
1.1.2 納米材料
1.1.3 半導體
1.1.4 光電催化劑的改性
1.2 三氧化鎢
1.2.1 三氧化鎢的簡介
1.2.2 三氧化鎢薄膜的制備方法
1.2.3 三氧化鎢薄膜的改性方法
1.2.4 三氧化鎢薄膜的應(yīng)用
1.3 本文的選題意義及研究內(nèi)容
第二章 實驗方法
2.1 試劑
2.2 儀器
2.3 表征方法
2.3.1 X射線衍射（XRD）
2.3.2 紅外線光譜分析（FTIR）
2.3.3 X射線光電子能譜分析（XPS）
2.3.4 掃描電子顯微鏡（SEM）
2.3.5 透射電子顯微鏡（TEM）
2.3.6 紫外-可見漫反射（UV-visDRS）
2.3.7 光致發(fā)光光譜（PL）
2.4 光電催化性能評價
2.4.1 光電性能測試裝置
2.4.2 光電性能測試方法
3納米片陣列及其光電性能的研究">第三章 兩步水熱法制備鎳摻雜WO3納米片陣列及其光電性能的研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 光陽極的制備
3.2.2 光陽極的表征和測試方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 材料結(jié)構(gòu)與形貌表征
3.3.2 樣品的光電化學性能
3.4 本章小結(jié)
2量子點修飾WO3納米片陣列的制備及其光電性能的研究">第四章 MoS2量子點修飾WO3納米片陣列的制備及其光電性能的研究
4.1 前言
4.2 實驗部分
2QDs的制備"> 4.2.1 MoS2QDs的制備
3納米片陣列的制備"> 4.2.2 WO3納米片陣列的制備
2QDs/WO3光陽極的制備"> 4.2.3 MoS2QDs/WO3光陽極的制備
4.2.4 光陽極的表征和測試方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 材料結(jié)構(gòu)與形貌表征
4.3.2 樣品的光電化學性能
4.4 本章小結(jié)
2量子點修飾（200）晶面暴露的WO3納米棒陣列及其光電性能研究">第五章 WS2量子點修飾（200）晶面暴露的WO3納米棒陣列及其光電性能研究
5.1 前言
5.2 實驗部分
2QDs的制備"> 5.2.1 WS2QDs的制備
3陣列的制備"> 5.2.2 不同形貌的WO3陣列的制備
2QDs/WO3光陽極的制備"> 5.2.3 WS2QDs/WO3光陽極的制備
5.2.4 光陽極的表征和測試方法
5.3 結(jié)果與討論
2QDs的形貌和光學性能表征"> 5.3.1 WS2QDs的形貌和光學性能表征
3陣列及復合WS2QDs的性能研究"> 5.3.2 不同形貌的WO3陣列及復合WS2QDs的性能研究
5.4 本章小結(jié)
3納米棒陣列及其光電性能研究">第六章 ZIFs修飾WO3納米棒陣列及其光電性能研究
6.1 前言
6.2 實驗部分
3納米棒陣列的制備"> 6.2.1 WO3納米棒陣列的制備
3光陽極的制備"> 6.2.2 ZIF-8/WO3光陽極的制備
3光陽極的制備"> 6.2.3 ZIF-67/WO3光陽極的制備
6.2.4 光陽極的表征和測試方法
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 材料結(jié)構(gòu)與形貌表征
6.3.2 光陽極的光電化學性能
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
創(chuàng)新點
展望
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
附件
本文編號：3040200
【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：145 頁
【學位級別】：博士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 半導體光電催化概述
1.1.1 引言
1.1.2 納米材料
1.1.3 半導體
1.1.4 光電催化劑的改性
1.2 三氧化鎢
1.2.1 三氧化鎢的簡介
1.2.2 三氧化鎢薄膜的制備方法
1.2.3 三氧化鎢薄膜的改性方法
1.2.4 三氧化鎢薄膜的應(yīng)用
1.3 本文的選題意義及研究內(nèi)容
第二章 實驗方法
2.1 試劑
2.2 儀器
2.3 表征方法
2.3.1 X射線衍射（XRD）
2.3.2 紅外線光譜分析（FTIR）
2.3.3 X射線光電子能譜分析（XPS）
2.3.4 掃描電子顯微鏡（SEM）
2.3.5 透射電子顯微鏡（TEM）
2.3.6 紫外-可見漫反射（UV-visDRS）
2.3.7 光致發(fā)光光譜（PL）
2.4 光電催化性能評價
2.4.1 光電性能測試裝置
2.4.2 光電性能測試方法
3納米片陣列及其光電性能的研究">第三章 兩步水熱法制備鎳摻雜WO3納米片陣列及其光電性能的研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 光陽極的制備
3.2.2 光陽極的表征和測試方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 材料結(jié)構(gòu)與形貌表征
3.3.2 樣品的光電化學性能
3.4 本章小結(jié)
2量子點修飾WO3納米片陣列的制備及其光電性能的研究">第四章 MoS2量子點修飾WO3納米片陣列的制備及其光電性能的研究
4.1 前言
4.2 實驗部分
2QDs的制備"> 4.2.1 MoS2QDs的制備
3納米片陣列的制備"> 4.2.2 WO3納米片陣列的制備
2QDs/WO3光陽極的制備"> 4.2.3 MoS2QDs/WO3光陽極的制備
4.2.4 光陽極的表征和測試方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 材料結(jié)構(gòu)與形貌表征
4.3.2 樣品的光電化學性能
4.4 本章小結(jié)
2量子點修飾（200）晶面暴露的WO3納米棒陣列及其光電性能研究">第五章 WS2量子點修飾（200）晶面暴露的WO3納米棒陣列及其光電性能研究
5.1 前言
5.2 實驗部分
2QDs的制備"> 5.2.1 WS2QDs的制備
3陣列的制備"> 5.2.2 不同形貌的WO3陣列的制備
2QDs/WO3光陽極的制備"> 5.2.3 WS2QDs/WO3光陽極的制備
5.2.4 光陽極的表征和測試方法
5.3 結(jié)果與討論
2QDs的形貌和光學性能表征"> 5.3.1 WS2QDs的形貌和光學性能表征
3陣列及復合WS2QDs的性能研究"> 5.3.2 不同形貌的WO3陣列及復合WS2QDs的性能研究
5.4 本章小結(jié)
3納米棒陣列及其光電性能研究">第六章 ZIFs修飾WO3納米棒陣列及其光電性能研究
6.1 前言
6.2 實驗部分
3納米棒陣列的制備"> 6.2.1 WO3納米棒陣列的制備
3光陽極的制備"> 6.2.2 ZIF-8/WO3光陽極的制備
3光陽極的制備"> 6.2.3 ZIF-67/WO3光陽極的制備
6.2.4 光陽極的表征和測試方法
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 材料結(jié)構(gòu)與形貌表征
6.3.2 光陽極的光電化學性能
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
創(chuàng)新點
展望
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
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