人類(lèi)社會(huì)的高速發(fā)展面臨著日益嚴(yán)重的能源短缺的問(wèn)題,而光電催化分解水技術(shù)有望解決這一難題。數(shù)十年來(lái),人們一直致力于研究光電催化分解水的光電極材料。赤鐵礦（α-Fe₂O₃）由于禁帶寬度合適、儲(chǔ)量豐富、無(wú)毒和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注和研究,但光吸收系數(shù)小、水氧化速度緩慢、載流子遷移率低以及空穴擴(kuò)散距離短等劣勢(shì)導(dǎo)致其光電催化性能較低,光電流密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論值。因而,通過(guò)改性α-Fe₂O₃提高其光催化性能具有很大的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文主要通過(guò)水熱-退火兩步法制備了垂直于FTO導(dǎo)電基底的一維α-Fe₂O₃納米棒陣列材料;并通過(guò)旋涂-高溫還原兩步法在α-Fe₂O₃表面耦合石墨烯,電化學(xué)沉積納米Au顆粒和高溫?zé)釘U(kuò)散摻雜Sn的方法來(lái)提高α-Fe₂O₃載流子遷移速率,促進(jìn)光生電子-空穴對(duì)的分離,增加對(duì)可見(jiàn)光的吸收和提升光電轉(zhuǎn)換效率來(lái)提高α-Fe₂O_3<... 

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 光電催化分解水
        1.1.1 光電催化分解水的基本原理
        1.1.2 光電催化分解水的研究歷程
        1.1.3 影響光解水活性的因素
    1.2 氧化鐵光陽(yáng)極材料
    1.3 氧化鐵光陽(yáng)極材料的改性手段
        1.3.1 微觀形貌調(diào)控
        1.3.2 晶體缺陷的調(diào)控
        1.3.3 引入表面態(tài)
        1.3.4 產(chǎn)氧助催化劑
        1.3.5 異質(zhì)結(jié)
        1.3.6 貴金屬或金屬負(fù)載
    1.4 本論文的選題依據(jù)與主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 本論文的選題依據(jù)
        1.4.2 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 水熱-退火法制備納米棒陣列材料
        2.2.2 氧化石墨烯的制備
        2.2.3 α-Fe_2O_3/r GO納米棒陣列材料的制備
        2.2.4 α-Fe_2O_3/r GO/Au納米棒陣列材料的制備
        2.2.5 Sn摻雜的α-Fe_2O_3/r GO/Au納米棒陣列材料的制備
    2.3 納米棒陣列的主要表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜分析(EDS)
        2.3.2 X射線衍射分析儀(XRD)
        2.3.3 電化學(xué)測(cè)試
第3章 一維α-Fe_2O_3/r GO納米棒陣列的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 一維α-Fe_2O_3納米棒陣列的制備
        3.2.2 石墨烯的制備
        3.2.3 α-Fe_2O_3/r GO納米棒陣列的制備
    3.3 結(jié)構(gòu)表征與形貌分析
        3.3.1 一維β-Fe OOH納米棒陣列結(jié)構(gòu)及形貌表征
        3.3.2 水熱溫度對(duì)β-Fe OOH納米棒陣列表面形貌的影響
        3.3.3 石墨烯的表征
        3.3.4 一維α-Fe_2O_3納米棒陣列材料結(jié)構(gòu)及形貌表征
        3.3.5 一維α-Fe_2O_3/r GO納米棒陣列結(jié)構(gòu)及形貌表征
        3.3.6 r GO的量對(duì)α-Fe_2O_3/r GO納米棒陣列結(jié)構(gòu)及形貌的影響
    3.4 光電催化性能
        3.4.1 α-Fe_2O_3/r GO納米棒陣列光電催化性能
        3.4.2 r GO的量對(duì)α-Fe_2O_3/r GO納米棒陣列光電催化性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 一維α-Fe_2O_3/r GO/Au納米棒陣列的制備與表征
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 結(jié)構(gòu)表征與形貌分析
        4.3.1 α-Fe_2O_3/r GO/Au納米棒陣列結(jié)構(gòu)表征與形貌分析
        4.3.2 不同成核電壓下α-Fe_2O_3/r GO/Au納米棒陣列形貌分析
        4.3.3 不同生長(zhǎng)電壓下α-Fe_2O_3/r GO/Au納米棒陣列形貌分析
        4.3.4 不同沉積時(shí)間下α-Fe_2O_3/r GO/Au納米棒陣列形貌分析
    4.4 光電催化性能
        4.4.1 α-Fe_2O_3/r GO/Au納米棒陣列光電催化性能
        4.4.2 不同成核電壓對(duì)α-Fe_2O_3/r GO/Au光電催化性能影響
        4.4.3 不同生長(zhǎng)電壓對(duì)α-Fe_2O_3/r GO/Au光電催化性能影響
        4.4.4 不同生長(zhǎng)時(shí)間對(duì)α-Fe_2O_3/r GO/Au光電催化性能影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Sn摻雜α-Fe_2O_3/r GO/Au納米棒陣列的制備與表征
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
    5.3 結(jié)構(gòu)表征與形貌分析
    5.4 光電催化性能
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 本論文的主要結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
導(dǎo)師評(píng)語(yǔ)
答辯委員會(huì)決議書(shū)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Sn摻雜對(duì)氧空位型α-Fe2O3納米顆粒光解水性能的影響[J]. 王祖華,鈕東方,李輝成,杜榮斌,徐衡,張新勝.  電化學(xué). 2017(01)
[2]TiO2光解水制氫的研究進(jìn)展[J]. 譚君,王平,閆書(shū)一.  四川化工. 2008(04)



本文編號(hào)：3657936