光電化學(xué)制氫是利用太陽能的有效方式之一。在各種光電催化活性材料中,Ga P具有合適的能帶位置和較小的帶隙寬度等優(yōu)點(diǎn),是非常有前景的太陽光電催化制氫光電極材料。然而,實(shí)現(xiàn)優(yōu)良和穩(wěn)定的光電化學(xué)性能,平面塊體Ga P材料仍然存在一些缺點(diǎn):1)穩(wěn)定性差;2)光吸收率低;3)光生載流子擴(kuò)散距離短。通過微納結(jié)構(gòu)調(diào)控,可以有效地改善這些問題。但傳統(tǒng)的Ga P納米結(jié)構(gòu)的制備方法過程繁瑣,且用到強(qiáng)酸等危險(xiǎn)試劑,限制了Ga P光電極的大規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用。在本論文的研究中,我們使用中性Na Br溶液為電解液,在電化學(xué)刻蝕過程中采用線性掃描的刻蝕電壓,可以使得Ga P多孔層表面的無序?qū)釉诳涛g過程中直接被去除,一步法直接制備大面積、高度有序的Ga P納米孔陣列。Ga P納米孔表面呈三角形狀,內(nèi)部孔壁為起伏的鋸齒形,進(jìn)一步增加了納米結(jié)構(gòu)的比表面積和對(duì)光的吸收。通過改變Na Br溶液的濃度和刻蝕電壓的掃描速率,可以調(diào)節(jié)納米孔的尺寸。將所制備的三維Ga P納米孔陣列用于光電化學(xué)產(chǎn)氫體系的光陽極,表現(xiàn)出良好的光電化學(xué)性能。最大光電流密度為5.65 m A·cm-2,是之前研究成果2.3倍,是平面Ga P光電極的58.3倍... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

世界能源消耗變化趨勢(shì)

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 緒論化石能源面臨枯竭和環(huán)境日益惡化的情況下，太陽能因?yàn)榫G色環(huán)保、取之不盡等優(yōu)點(diǎn)，必將在未來的能源結(jié)構(gòu)中扮演重要的角色。然而，太陽能同時(shí)具有間歇性的特點(diǎn)，在每天不同時(shí)刻同一地點(diǎn)的光照是不同的，并且隨季節(jié)會(huì)發(fā)生一定的變化[3]。因此，如何高效利用太陽能是擺在人們面前的重要課題。

自從 20 世紀(jì) 70 年代早期，日本科學(xué)家 Fujishima 和 Honda 發(fā)現(xiàn)光激發(fā) niO2單晶電極發(fā)生光輔助的水分解以來[10]，通過太陽能水分解來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生氫能源的制備受到了極大的關(guān)注。科學(xué)家們開展了大量的基于半導(dǎo)體的光和光電化學(xué)水分解研究。氫能在未來的可持續(xù)能源社會(huì)中將會(huì)起著非常重要用，氫氣是發(fā)展低碳排放經(jīng)濟(jì)的極好的能源載體。首先，它具有高熱值，是的三倍和天然氣的四倍。此外，在氫氣燃燒過程中不產(chǎn)生溫室氣體。因此，陽能以氫氣的形式存儲(chǔ)起來被認(rèn)為是未來開發(fā)清潔可持續(xù)能源最理想的路一。第二，氫是最豐富的元素，可以從廣泛的物質(zhì)中獲得。第三，氫氣是也學(xué)工業(yè)中重要的化學(xué)試劑，可通過如費(fèi)托反應(yīng)和甲醇的合成等化學(xué)過程實(shí)O2再循環(huán)[11]。.2 光電化學(xué)水分解.2.1 光電化學(xué)水分解的原理


本文編號(hào)：2960671