發(fā)布時間：2021-05-24 19:07

　　隨著地球能源危機的加劇,光催化分解水制氫技術(shù)被認(rèn)為是解決全球能源問題的有效途徑。光催化劑是光催化制氫反應(yīng)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的金屬基半導(dǎo)體光催化劑存在成本高、制備工藝復(fù)雜、光轉(zhuǎn)化能力差等問題。因此,研究人員將注意力轉(zhuǎn)移到非金屬基光催化劑上,目前已開發(fā)出一系列非金屬基光催化材料,如硅、硼、硫和紅磷基光催化劑。作為一種新型的半導(dǎo)體材料,黑磷（BP）是一種自然帶隙為0.3-2 eV的二維材料,在紫外-可見光照射下可水解制氫,具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和機械性能,在光學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。在已報道的所有非金屬基光催化劑中,BP被認(rèn)為是一種十分有前景的材料。本論文從研究黑磷多晶體的制備和光催化應(yīng)用出發(fā),制備了不同的黑磷基復(fù)合材料,來提高黑磷作為光催化劑基體的產(chǎn)氫性能。具體研究如下:1.利用黑磷多晶體納米片作為光催化反應(yīng)劑在紫外-可見光照射下產(chǎn)生氫氣。采用一步水熱法制備了黑磷多晶體納米材料。光催化性能分析表明,黑磷納米材料具有較高的光催化活性和電子傳輸能力,其高效的光催化制氫能力是由于黑磷納米片的層狀多晶體結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明,較塊狀紅磷（RP）單體幾乎為0的光催化產(chǎn)氫速率,黑磷多晶體的產(chǎn)氫速率達(dá)到了290... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：86 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 光催化水解制氫的概述
        1.2.1 光催化水解制氫的發(fā)展歷程
        1.2.2 光催化水解制氫的理論機制
        1.2.3 影響光催化水解效果的因素
    1.3 光催化劑概述
        1.3.1 典型的光催化制氫催化劑
            1.3.1.1 紫外光響應(yīng)光催化劑
            1.3.1.2 可見光響應(yīng)光催化劑
    1.4 本論文的研究意義和研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗所用藥品
    2.2 實驗所用設(shè)備及儀器
    2.3 電化學(xué)電極材料的制備
        2.3.1 FTO導(dǎo)電玻璃的預(yù)處理
        2.3.2 光催化劑的預(yù)處理
        2.3.3 工作電極材料的制備
    2.4 光催化反應(yīng)溶液的制備
        2.4.1 犧牲劑溶液的配置
        2.4.2 光催化劑的預(yù)處理
        2.4.3 光催化反應(yīng)溶液的配置
        2.4.4 光催化水解析氫
    2.5 對光催化劑物理化學(xué)性能的分析
        2.5.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.5.3 原子力顯微鏡(AFM)
        2.5.4 X射線衍射(XRD)
        2.5.5 X射線光電子能譜(XPS)
        2.5.6 拉曼光譜(Raman)
        2.5.7 電子自旋共振光譜(EPR)
    2.6 光催化劑材料的性能表征
        2.6.1 紫外-可見漫反射光譜
        2.6.2 光致發(fā)光光譜和瞬態(tài)熒光光譜
        2.6.3 莫特-肖特基曲線
        2.6.4 交流阻抗譜(EIS)
        2.6.5 瞬態(tài)光電流曲線(IT)
        2.6.6 光催化析氫性能曲線
第三章 黑磷多晶體納米片的制備及光催化產(chǎn)氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 多晶體黑磷納米片的制備
        3.2.2 光催化反應(yīng)溶液的制備
        3.2.3 電化學(xué)工作電極的組裝
        3.2.4 對材料的表征
        3.2.5 材料性能的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑材料的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 光催化材料的元素分析
        3.3.3 光催化材料的性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 黑磷-三氟化鈦復(fù)合材料用于光催化制氫技術(shù)
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 二氧化鈦的制備
        4.2.2 黑磷-三氟化鈦的制備
        4.2.3 光催化反應(yīng)溶液的制備
        4.2.4 電化學(xué)工作電極的組裝
        4.2.5 光催化材料的表征
        4.2.6 光催化器件性能的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 光催化材料的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 光催化材料的性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 黑磷-二硫化鉬異質(zhì)結(jié)用于高效光催化析氫
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 黑磷薄片的制備
        5.2.2 薄片二硫化鉬的制備
        5.2.3 工作電極的制備
        5.2.4 犧牲劑溶液的制備
        5.2.5 光催化材料的表征
        5.2.6 光催化材料性能的表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 對電極材料的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 材料的性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間取得的相關(guān)科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]表面活性劑改性的大孔徑介孔炭對電極染料敏化太陽電池(英文)[J]. 徐順建,羅玉峰,鐘煒,肖宗湖.  新型炭材料. 2013(04)



本文編號：3204705