隨著經濟社會的發(fā)展,自然環(huán)境正在被大肆破壞,與此同時作為主要能源的煤、石油、天然氣等資源也逐步枯竭,因此,兼具綠色清潔、轉化效率高等特點的新型能源具有廣闊的研究前景。研究表明,燃料電池擁有高達60%的轉化效率,且原材料為二次能源氫能,這表明其有望成為一種新型可替代綠色能源。而在燃料電池中,氫氣的制備是最重要的一環(huán),而光電催化裂解水產氫為當前最具有前景的制氫方案。因此本文以SrFe_xTi_1-xO_3-δ體系材料為研究對象,通過光催化材料的選擇、光電催化體系的搭建及光催化材料性能的測試,探討各自的性能調控機制。主要內容和結論如下:本實驗采用高能球磨法制備合成了納米級的SrFe_xTi_1-xO_3-δ(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)半導體光催化材料,并對其部分材料進行XRD、TEM表征,結果表明合成的SrTiO₃平均粒徑為18.44nm和SrFeO_3-δ平均粒徑為14.58nm,材料分布均勻、晶形結構完好;...

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 氫氣制備技術
        1.2.1 傳統(tǒng)制氫技術
        1.2.2 新型獲氫技術
    1.3 光催化
        1.3.1 光催化發(fā)展歷程
        1.3.2 光催化體系
    1.4 研究目的與內容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內容
    1.5 論文安排
第二章 光電催化裂解水原理及研究現(xiàn)狀綜述
    2.1 光電催化原理
        2.1.1 半導體/電解液界面理論
        2.1.2 Mott-Schottky理論及平帶電位
        2.1.3 裂解水產氫機理
    2.2 光電催化體系
        2.2.1 產氫體系設施發(fā)展
        2.2.2 產氫體系分立結構
    2.3 光催化材料及合成工藝綜述
        2.3.1 光催化材料
        2.3.2 鈣鈦礦光催化材料及合成工藝
        2.3.3 光電極制備工藝
    2.4 材料微觀測試技術與原理
        2.4.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.4.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.4.3 紫外可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)
        2.4.4 光致發(fā)光光譜(PL)
    2.5 光電化學性能測試及量子效率計算
        2.5.1 電化學性能測試
        2.5.2 量子效率計算
    2.6 小結
第三章 實驗設計與實施
    3.1 實驗儀器及主要藥品
    3.2 光催化材料合成及表征
        3.2.1 材料合成
        3.2.2 材料表征
    3.3 光電極的制備及PEC體系搭建
        3.3.1 光電極制備
        3.3.2 半導體光電極
        3.3.3 PEC體系搭建
    3.4 裂解水電化學性能測試
        3.4.1 開路電壓測試
        3.4.2 無光和LED光照Mott-Schottky曲線測試
        3.4.3 無光和LED光照電流-時間(i-t)曲線測試
        3.4.4 產氫測試
    3.5 小結
第四章 結果與討論
    4.1 材料微觀表征
        4.1.1 XRD分析
        4.1.2 TEM分析
    4.2 反應體系條件優(yōu)化
        4.2.1 光源
        4.2.2 光催化材料的吸收光譜
        4.2.3 反應液濃度對電化學性能影響分析
    4.3 光催化材料裂解水電化學性能
        4.3.2 開路電壓
        4.3.3 無光和LED光照Mott-Schottky曲線
        4.3.4 無光和LED光照i-t曲線
        4.3.5 產氫測試結果分析及量子效率計算
        4.3.6 量子效率計算
    4.4 禁帶寬度測試及計算
        4.4.1 紫外可見漫反射光譜測試
        4.4.2 光致發(fā)光光譜測試
        4.4.3 禁帶寬度計算
    4.5 SrFeO₃-δ產氫機理分析
    4.6 小結
第五章 總結和展望
    5.1 總結
    5.2 本論文創(chuàng)新點
    5.3 前景展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3841193