工業(yè)的快速發(fā)展和化石燃料的過(guò)度使用導(dǎo)致了能源危機(jī)和環(huán)境污染。光催化分解水制氫是緩解能源和環(huán)境危機(jī)的有效途徑之一。作為光催化產(chǎn)氫的光催化劑,ZnO因電子遷移率高和獨(dú)特的能帶結(jié)構(gòu),受到了研究者們廣泛的關(guān)注。然而,純ZnO存在太陽(yáng)光利用率低和光生載流子復(fù)合率高的問(wèn)題,限制了其在光催化產(chǎn)氫中的發(fā)展�；谏鲜鰡�(wèn)題,本文以ZnO為主要研究對(duì)象,通過(guò)不同實(shí)驗(yàn)方法構(gòu)建異質(zhì)結(jié),提供多路徑載流子的轉(zhuǎn)移,提高ZnO的光催化活性。重點(diǎn)研究了復(fù)合光催化劑的結(jié)構(gòu)、光吸收能力和光催化活性,分析了光生載流子的傳輸路徑,探討了光催化性能增強(qiáng)的機(jī)制。具體內(nèi)容如下:(1)采用固態(tài)熱分解法制備了直徑約為45 nm的ZnO納米線,通過(guò)對(duì)ZnO納米線進(jìn)行兩步硫化得到了新型核殼納米線光催化劑ZnO/ZnS-X。光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與純ZnO相比,ZnO/ZnS-0.08的光催化制氫速率提高了近680倍(0.9522 mmol/h/g)。析氫性能顯著提高歸功于ZnO/ZnS-0.08的Ⅱ型異質(zhì)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)e-與h+的高效轉(zhuǎn)移。(2)通過(guò)水熱法在ZnO/ZnS-X核殼納米線上負(fù)載不同質(zhì)量的SnS2,成功制備了不含任何貴金屬光催化劑Z...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 半導(dǎo)體光催化技術(shù)
        1.2.1 光催化分解水
        1.2.2 光催化CO₂還原
        1.2.3 光催化固氮
        1.2.4 光催化降解
        1.2.5 光催化殺菌
    1.3 氧化鋅簡(jiǎn)介及其研究現(xiàn)狀
        1.3.1 ZnO的簡(jiǎn)介
        1.3.2 ZnO材料的應(yīng)用
    1.4 光催化半導(dǎo)體材料的改性
        1.4.1 形貌調(diào)控
        1.4.2 助催化劑修飾
        1.4.3 異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建
    1.5 常見(jiàn)的幾種新型光催化材料
        1.5.1 石墨相氮化碳(g-C3N4)
        1.5.2 金屬有機(jī)骨架(MOFs)
        1.5.3 過(guò)渡金屬硫化物半導(dǎo)體
    1.6 選題思路與研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 選題思路
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 ZnO/ZnS核殼納米線光催化劑的制備及光催化產(chǎn)氫性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.3 光催化劑的制備
        2.2.4 ZnO/ZnS-X核殼納米線的表征
        2.2.5 光電性能測(cè)試
        2.2.6 光催化析氫性能測(cè)試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 形貌和微觀結(jié)構(gòu)分析(SEM和TEM)
        2.3.2 物相組成和價(jià)態(tài)分析(XRD和XPS)
        2.3.3 UV-vis漫反射光譜和Mott-Schottky
        2.3.4 光電化學(xué)評(píng)價(jià)
        2.3.5 光催化產(chǎn)氫
        2.3.6 光催化機(jī)理探討
    2.4 結(jié)論
第3章 ZnO/ZnS-SnS₂復(fù)合光催化劑的制備及光催化產(chǎn)氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.3 光催化劑的制備
        3.2.4 ZnO/ZnS-SnS₂的表征
        3.2.5 光電性能測(cè)試
        3.2.6 光催化析氫性能測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 形貌和微觀結(jié)構(gòu)分析(SEM和TEM)
        3.3.2 物相組成和價(jià)態(tài)分析(XRD和XPS)
        3.3.3 UV-vis漫反射光譜和Mott-Schottky
        3.3.4 光電化學(xué)評(píng)價(jià)
        3.3.5 光催化產(chǎn)氫
        3.3.6 光催化機(jī)理探討
    3.4 結(jié)論
第4章 ZnO/ZnS-MoS₂復(fù)合光催化劑的制備及光催化產(chǎn)氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.3 光催化劑的制備
        4.2.4 ZnO/ZnS-MoS₂的表征
        4.2.5 光電性能測(cè)試
        4.2.6 光催化析氫性能測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌和微觀結(jié)構(gòu)分析(SEM和 TEM)
        4.3.2 物相組成和價(jià)態(tài)分析(XRD和 XPS)
        4.3.3 UV-vis漫反射光譜和Mott-Schottky
        4.3.4 光電化學(xué)評(píng)價(jià)
        4.3.5 光催化產(chǎn)氫
        4.3.6 光催化機(jī)理探討
    4.4 結(jié)論
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 存在的問(wèn)題與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的科研情況



本文編號(hào)：3808359