自從上世紀(jì)70年代在紫外光照射下發(fā)現(xiàn)二氧化鈦（TiO2）電極上的水光解以來,基于光催化劑的太陽能制氫研究在材料和能源領(lǐng)域一直是研究的熱點(diǎn)。雖然在TiO2半導(dǎo)體之后發(fā)現(xiàn)了一些新的光催化劑,但由于其具有高光催化活性、化學(xué)穩(wěn)定性、低成本、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),仍然被認(rèn)為是最有前途的半導(dǎo)體光催化劑。為了獲得較高的光催化效率,光催化劑必須具備合適的能帶結(jié)構(gòu)、有效的電荷分離和光生載流子的遷移途徑以及足夠的表面活性位點(diǎn)。然而,由于TiO2（銳鈦礦相和金紅石相）的導(dǎo)帶位置不足以直接還原水產(chǎn)生氫氣（H2）,通常需要負(fù)載助催化劑如鉑（Pt）以提供用于水的有效質(zhì)子還原位點(diǎn),通過二氧化鈦光生電子轉(zhuǎn)移到Pt上抑制載流子（電子和空穴）的復(fù)合,從而提高Ti02的光催化產(chǎn)氫性能。貴金屬的引入增加了 Ti02基光催化劑的成本,限制了 TiO2光催化劑的工業(yè)應(yīng)用。因此采用非貴金屬助催化劑提高二氧化鈦的光催化性能成為光解水產(chǎn)氫一個重要的研究方向。TiO2（B）相由于其特殊的晶體結(jié)構(gòu),容易形成二維超薄納米片,具有大的比表面積,豐富的Ti3+活性位點(diǎn),有望實(shí)現(xiàn)高效光催化產(chǎn)氫。本論文將重點(diǎn)研究無貴金屬助催化劑作用下基于TiO2（B）二維納... 

【文章來源】：湖北大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 半導(dǎo)體光催化
        1.2.1 半導(dǎo)體光解水產(chǎn)氫原理
        1.2.2 半導(dǎo)體光催化分解水過程
        1.2.3 影響半導(dǎo)體光催化分解水效率的因素
        1.2.4 提高半導(dǎo)體光催化分解水活性的方法
    1.3 二氧化鈦在光催化產(chǎn)氫領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.3.1 二氧化鈦不同相態(tài)及其光催化性能
        1.3.2 混合二氧化鈦相(同質(zhì)異質(zhì)結(jié))光催化性能
        1.3.3 基于二氧化鈦異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料光催化性能
        1.3.4 負(fù)載助催化劑提高二氧化鈦的光催化性能
        1.3.5 基于二氧化鈦光催化產(chǎn)氫領(lǐng)域的優(yōu)勢及不足
    1.4 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)原料及測試表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器設(shè)備
    2.2 實(shí)驗(yàn)中的測試及表征方法及參數(shù)
    2.3 光解水產(chǎn)氫性能的測試
第三章 新型TiO_(B)納米片及Anatase/TiO_2(B)復(fù)合納米材料的制備及光催化性能的研究
    3.1 引言
    3.2 水熱法制備TiO_2(B)納米片及Anatase/TiO_2(B)復(fù)合納米光催化材料
    3.3 測試表征結(jié)果與討論
        3.3.1 相組成及比表面積分析
        3.3.2 光催化光分解水產(chǎn)氫
        3.3.3 高分辨透射電子顯微鏡分析
        3.3.4 X射線光電子能譜分析
        3.3.5 能帶結(jié)構(gòu)對光催化的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 亞納米級Co_3O_4/TiO_2 nanosheets復(fù)合結(jié)構(gòu)光解水產(chǎn)氫性能的研究
    4.1 引言
    4.2 Co_3O_4/TiO_2 nanosheets復(fù)合光催化劑的制備
    4.3 測試表征結(jié)果與討論
        4.3.1 X射線衍射
        4.3.2 Co_3O_4/TiO_2(B)復(fù)合結(jié)構(gòu)微觀形貌數(shù)據(jù)分析
        4.3.3 四氧化三鈷負(fù)載量及樣品比表面積分析
        4.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        4.3.5 光催化產(chǎn)氫性能
        4.3.6 紫外可見漫反射(UV-Vis)和光致發(fā)光光譜(PL)
        4.3.7 復(fù)合結(jié)構(gòu)能帶排列
        4.3.8 光催化反應(yīng)機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 光沉積制備M(Fe,Co,Ni)/TiO_2(B)復(fù)合結(jié)構(gòu)光催化產(chǎn)氫性能的研究
    5.1 引言
    5.2 M(Fe,Co,Ni)/TiO_2(B)復(fù)合光催化劑的制備
    5.3 測試表征結(jié)果與討論
        5.3.1 光催化產(chǎn)氫性能
        5.3.2 M(Fe,Co,Ni)/TiO_2(B)復(fù)合結(jié)構(gòu)微觀形貌數(shù)據(jù)分析
        5.3.3 X射線衍射級拉曼光譜
        5.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        5.3.5 紫外可見漫反射(UV-Vis)和光致發(fā)光光譜(PL)
        5.3.6 光催化反應(yīng)機(jī)理
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 不足及展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的研究成果
致謝



本文編號：3182611