金屬硫?qū)倩衔镒鳛楣獯呋瘎⿻r,易發(fā)生光生電子-空穴對的復(fù)合以及光腐蝕,因此自身的催化活性和穩(wěn)定性較低。過渡金屬二硫化物(TMDs)是一種具有特殊帶隙結(jié)構(gòu)的二維(2D)材料,可以代替貴金屬Pt、Au等作為助催化劑提高光催化劑的光生電子-空穴對的分離和轉(zhuǎn)移速率。另外,2D TMDs具有較大的比表面積,與光催化材料復(fù)合時可以起到支撐作用,從而提高光催化劑的穩(wěn)定性。本論文中,我們設(shè)計和制備了一系列的0D金屬硫?qū)倩衔锖?D TMDs的復(fù)合材料,解決了金屬硫?qū)倩衔锕獯呋钚缘秃凸夥�(wěn)定性差的問題。具體研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計制備具有高催化效率和光穩(wěn)定性的0D/2D CdS/WS2納米復(fù)合光催化材料,并研究了利用光腐蝕-重結(jié)晶提高其光催化性能的機理。初始復(fù)合材料中CdS納米顆粒均勻的生長在WS2納米片的表面上,其光解水產(chǎn)氫效率隨著光照時間的延長而增強,光照100 h之后催化效率達到最高值,且表現(xiàn)出非常優(yōu)異的光穩(wěn)定性。光照200 h之后的復(fù)合材料中CdS納米顆粒的尺寸變小,CdS與WS2納米片之間相互作用增強。結(jié)合ICP-AES分析,提出了 CdS/WS2納米復(fù)合材料中的CdS顆粒在光照下發(fā)生光腐蝕...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 半導(dǎo)體光催化
        1.1.1 前言
        1.1.2 半導(dǎo)體材料光解水反應(yīng)的基本原理
        1.1.3 提高半導(dǎo)材料光催化活性的方法
    1.2 金屬硫?qū)倩衔镌诠饨馑矫娴难芯窟M展
    1.3 二維過渡金屬二硫化物在光解水方面的應(yīng)用
        1.3.1 過渡金屬二硫化物簡介
        1.3.2 過渡金屬二硫化物在光解水方面的研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的選題依據(jù)和研究內(nèi)容
        1.4.1 選題依據(jù)
        1.4.2 研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 0D/2D CdS/WS₂納米復(fù)合材料的制備及其光催化性能的研究
    2.1 前言
    2.2 球磨法剝離WS₂納米片
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 WS₂納米片的制備過程
        2.2.3 樣品表征
        2.2.4 結(jié)果與討論
    2.3 CdS/WS₂納米復(fù)合材料的制備
        2.3.1 實驗材料
        2.3.2 微波溶劑熱法制備CdS/WS₂納米復(fù)合材料
        2.3.3 結(jié)果與討論
    2.4 CdS/WS₂納米復(fù)合材料的光催化性能研究
        2.4.1 光催化性能測試
        2.4.2 結(jié)果與討論
    2.5 光催化反應(yīng)機理研究
        2.5.1 光照之后CdS/WS₂納米復(fù)合材料的形貌與結(jié)構(gòu)研究
        2.5.2 光腐蝕-重結(jié)晶機理
        2.5.3 CdS/WS₂納米復(fù)合材料的光催化反應(yīng)機理研究
    2.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 能帶匹配的0D/2D CdSe/WS₂納米復(fù)合材料的制備及其光催化性能的研究
    3.1 前言
    3.2 設(shè)計理念
    3.3 實驗部分
        3.3.1 實驗材料
        3.3.2 回流法制備CdSe/WS₂納米復(fù)合材料
        3.3.3 光催化性能測試
        3.3.4 光電催化性能測試
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 CdSe/WS₂納米復(fù)合材料的形貌與結(jié)構(gòu)研究
        3.4.2 CdSe/WS₂納米復(fù)合材料的能帶結(jié)構(gòu)研究
        3.4.3 CdSe/WS₂納米復(fù)合材料的光催化性能研究
        3.4.4 CdSe/WS₂納米復(fù)合材料的光電催化性能研究
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 CoP/CdS/WS₂ p-n-n串聯(lián)異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 CoP/CdS/WS₂-x%納米復(fù)合材料的制備
        4.2.3 CoP/CdS-5%和CdS/WS₂納米復(fù)合材料的制備
        4.2.4 Co₃O₄和CoP納米顆粒的制備
        4.2.5 無犧牲劑光解水產(chǎn)氫性能測試
        4.2.6 雙功能光催化反應(yīng)性能測試
        4.2.7 光電流性質(zhì)測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 CoP/CdS/WS₂納米復(fù)合材料的形貌與結(jié)構(gòu)研究
        4.3.2 CoP/CdS/WS₂納米復(fù)合材料的光催化性能研究
        4.3.3 CoP/CdS/WS₂納米復(fù)合材料的光催化機理研究
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 0D/2D ZnS/WS₂納米復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究
    5.1 前言
    5.2 實驗設(shè)計
    5.3 實驗部分
        5.3.1 實驗材料
        5.3.2 ZnS/WS₂納米復(fù)合材料的制備過程
        5.3.3 光解水產(chǎn)氫性能測試
        5.3.4 光電流性質(zhì)測試
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 ZnS/WS₂納米復(fù)合材料的形貌與結(jié)構(gòu)研究
        5.4.2 ZnS/WS₂納米復(fù)合材料的能帶結(jié)構(gòu)研究
        5.4.3 ZnS/WS₂納米復(fù)合材料的光電流性質(zhì)研究
        5.4.4 ZnS/WS₂納米復(fù)合材料的光催化性能研究
        5.4.5 ZnS/WS₂納米復(fù)合材料的光催化機理研究
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 有待進一步研究的問題
致謝
攻讀博士學(xué)位期間獲得的獎勵
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
附: 發(fā)表論文兩篇
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3880087