聚多巴胺基納米復(fù)合材料在光催化及聚合物太陽能電池領(lǐng)域的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2020-12-10 01:13
多巴胺(DA)可以通過自聚合反應(yīng)沉積在大多數(shù)固體材料表面并對(duì)其進(jìn)行改性。聚多巴胺膜(PDA)具有豐富的官能團(tuán),能與氨基、巰基及金屬離子等反應(yīng)。金屬氧化物@PDA納米復(fù)合材料中,PDA在光的作用下起著多重作用,最主要的是可以增加光的吸收及加快電子的轉(zhuǎn)移,進(jìn)而減少了光生電子與空穴的復(fù)合。而PDA涂層的厚度對(duì)上述作用的發(fā)揮有著重要的影響。本論文圍繞聚多巴胺包覆二氧化鈦、氧化鋅納米復(fù)合材料的制備及其在光催化及聚合物太陽能電池中的應(yīng)用展開研究,主要內(nèi)容分為以下四部分:一、Ti02@PDA的光催化性能。改變DA的濃度與聚合時(shí)間,制備了 Ti02@PDA用于染料的光催化降解。發(fā)現(xiàn)DA濃度為0.4 mg/mL,聚合時(shí)間為2 h時(shí)獲得的TiO2@PDA對(duì)羅丹明B(RhB)的降解率最大。與未包覆Ti02相比,紫外-可見光照射1.5 h后,Ti02的降解率由94.42%提高到99.28%,提升了 4.86%;可見光照射1.5 h后,降解率由42.36%提高到77.40%,提升了 35.04%。在Ti02表面包覆PDA可以增大可見光利用率、提高光催化性能;此外,經(jīng)HPLC/MS檢測(cè)中間產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)紫外-可見與可見...
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1半導(dǎo)體中的電子能級(jí)1|】??Fig.?1-1?Electron?levels?in?a?semiconductor??
引言??傳導(dǎo)的主要形式是電子還是空穴控制的,而且摻雜還可以使禁帶寬度變得更窄,??如圖1-1所示。電流的傳輸形式主要為電子的半導(dǎo)體稱為n型半導(dǎo)體,電子數(shù)量主??要由摻雜施主雜質(zhì)的施主數(shù)決定;電流的傳輸形式主要為空穴的半導(dǎo)體稱為p型??半導(dǎo)體,空穴數(shù)量主要由摻雜受主雜質(zhì)的受主數(shù)決定。若在半導(dǎo)體材料中同時(shí)摻??雜施主雜質(zhì)、受主雜質(zhì)兩種材料,則會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償作用,載流子由摻雜數(shù)量多的雜??質(zhì)所決定。??導(dǎo)帶?導(dǎo)帶?導(dǎo)帶??Q?Q?6?_????晚圾??禁帶?禁帝?萊帶??(a>本征半導(dǎo)體?(b)n型半導(dǎo)體?(c>p型豐導(dǎo)體??圖1-1半導(dǎo)體中的電子能級(jí)1|】??Fig.?1-1?Electron?levels?in?a?semiconductor??1.1.2半導(dǎo)體光催化的發(fā)展??1972年,Honda和Fujishima[2]首次在n型半導(dǎo)體Ti02電極上發(fā)現(xiàn)了光催化裂??解水的現(xiàn)象。四年后John.?H?.CareyW等科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并探索了?Ti02對(duì)多氯聯(lián)苯的光??催化氧化反應(yīng)。隨后的一年,YokotaTW等科學(xué)家的研宄表明,在光照條件下,Ti02??對(duì)丙烯環(huán)氧化具有光催化降解效果,從而拓寬了光催化的應(yīng)用范圍。隨著時(shí)間推??進(jìn)到1983年,D.Follio和A.L.?Pruden[5]研宄了?TiO::對(duì)一些烷烴、烯烴和芳香烴的??氯化物等污染物的光催化降解,發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)都能在光的作用下迅速降解。6年后,??Tanaka.K[6]等科學(xué)家研宄表明
太陽光的利用率非常低。研究發(fā)現(xiàn),可見光占據(jù)太陽光比例為48%,將近是??太陽光的一半,是紫外光的9.6倍,所以在可見光條件下進(jìn)行光催化具有更多的研??宄價(jià)值(圖14)。光譜響應(yīng)范圍窄、太陽光利用率低是大多數(shù)半導(dǎo)體材料的根本問??題。因此,提高太陽光中可見光的利用率是關(guān)鍵。??^?l*V!?Visible!?Infrared??f-?f\!??I:舊^??200?400?SDO?MO?1000?1200?1400??V^tevtlMiglh?i?run??圖1 ̄4太陽光全光譜圖【9l??4??
本文編號(hào):2907811
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1半導(dǎo)體中的電子能級(jí)1|】??Fig.?1-1?Electron?levels?in?a?semiconductor??
引言??傳導(dǎo)的主要形式是電子還是空穴控制的,而且摻雜還可以使禁帶寬度變得更窄,??如圖1-1所示。電流的傳輸形式主要為電子的半導(dǎo)體稱為n型半導(dǎo)體,電子數(shù)量主??要由摻雜施主雜質(zhì)的施主數(shù)決定;電流的傳輸形式主要為空穴的半導(dǎo)體稱為p型??半導(dǎo)體,空穴數(shù)量主要由摻雜受主雜質(zhì)的受主數(shù)決定。若在半導(dǎo)體材料中同時(shí)摻??雜施主雜質(zhì)、受主雜質(zhì)兩種材料,則會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償作用,載流子由摻雜數(shù)量多的雜??質(zhì)所決定。??導(dǎo)帶?導(dǎo)帶?導(dǎo)帶??Q?Q?6?_????晚圾??禁帶?禁帝?萊帶??(a>本征半導(dǎo)體?(b)n型半導(dǎo)體?(c>p型豐導(dǎo)體??圖1-1半導(dǎo)體中的電子能級(jí)1|】??Fig.?1-1?Electron?levels?in?a?semiconductor??1.1.2半導(dǎo)體光催化的發(fā)展??1972年,Honda和Fujishima[2]首次在n型半導(dǎo)體Ti02電極上發(fā)現(xiàn)了光催化裂??解水的現(xiàn)象。四年后John.?H?.CareyW等科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并探索了?Ti02對(duì)多氯聯(lián)苯的光??催化氧化反應(yīng)。隨后的一年,YokotaTW等科學(xué)家的研宄表明,在光照條件下,Ti02??對(duì)丙烯環(huán)氧化具有光催化降解效果,從而拓寬了光催化的應(yīng)用范圍。隨著時(shí)間推??進(jìn)到1983年,D.Follio和A.L.?Pruden[5]研宄了?TiO::對(duì)一些烷烴、烯烴和芳香烴的??氯化物等污染物的光催化降解,發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)都能在光的作用下迅速降解。6年后,??Tanaka.K[6]等科學(xué)家研宄表明
太陽光的利用率非常低。研究發(fā)現(xiàn),可見光占據(jù)太陽光比例為48%,將近是??太陽光的一半,是紫外光的9.6倍,所以在可見光條件下進(jìn)行光催化具有更多的研??宄價(jià)值(圖14)。光譜響應(yīng)范圍窄、太陽光利用率低是大多數(shù)半導(dǎo)體材料的根本問??題。因此,提高太陽光中可見光的利用率是關(guān)鍵。??^?l*V!?Visible!?Infrared??f-?f\!??I:舊^??200?400?SDO?MO?1000?1200?1400??V^tevtlMiglh?i?run??圖1 ̄4太陽光全光譜圖【9l??4??
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