發(fā)布時間：2021-08-13 01:03

　　由于全球人口的快速增長,工業(yè)化進程不斷加快,能源短缺和環(huán)境污染已成為當前人類面臨的兩大挑戰(zhàn)�？稍偕那鍧嵞茉�,如太陽能、地熱、風能、水力發(fā)電和潮汐能,被認為是替代化石燃料的絕佳選擇。其中,太陽能作為一種儲量豐富、分布廣泛且永久的清潔能源,可以滿足當前和未來人類對能源的需求。近幾十年來,半導體光催化技術在解決世界范圍的能源短缺和減輕環(huán)境污染等方面展現出強有力的潛在優(yōu)勢,已成為最有前途的太陽能利用方案之一。迄今為止,已經有大量的研究致力于開發(fā)各種光催化材料、系統(tǒng)和設備,以及對相關界面化學、電子結構和反應動力學的探討。然而,目前整體的光催化效率仍然偏低,歸結起來最突出的問題就是太陽光吸收利用效率低和光生載流子的分離輸運效率低。如何更深入的理解半導體光催化的反應機制,探索限制光催化活性的基本因素,開發(fā)具有可見光響應的高效光催化材料體系是突破瓶頸的關鍵。本論文針對當前半導體光催化系統(tǒng)對太陽光的吸收和對光生載流子的分離問題,提出構建同源的Z型異質結光催化劑。從特定的結構出發(fā),實現了更高質量的異質結界面接觸、拓寬了材料的光吸收范圍并促進光生電荷的分離與傳輸而不犧牲其氧化還原能力。本文選擇了兩族同源的... 

【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 半導體光催化技術
        1.2.1 光催化分解水的原理
        1.2.2 光催化二氧化碳還原的原理
    1.3 半導體光催化劑材料設計
        1.3.1 金屬氧化物材料
        1.3.2 金屬硫化物材料
    1.4 半導體異質結構
    1.5 本論文選題依據和研究內容
第二章 實驗材料、方法和測試手段
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗設備及制備方法
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 X射線衍射光譜(XRD)
        2.3.4 激光拉曼光譜儀(Raman)
        2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.6 紫外可見光譜儀(UV-vis)
        2.3.7 光致發(fā)光光譜儀(PL)
    2.4 光電化學性能表征
        2.4.1 線性掃描伏安法(LSV)
        2.4.2 電流-時間特性曲線(I-T)
        2.4.3 莫特-肖特基測試(Mott-Schottcky)
        2.4.4 交流阻抗譜(EIS)
    2.5 重要參數及計算方法
        2.5.1 入射光子光電轉換效率/外量子效率(IPCE)
        2.5.2 光吸收效率(LHE)
        2.5.3 吸收光子光電轉換效率/內量子效率(APCE)
        2.5.4 偏壓下光電轉換效率(ABPE)
        2.5.5 電荷分離效率和界面注入效率
第三章 氧化鉍/硫化鉍異質結在光催化全分解水中的應用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 非化學計量相氧化鉍(Bi_2O_(2.33))納米片的制備
        3.2.2 Bi_2O_(2.33)/Bi_2S_3的制備
        3.2.3 TiO_2-Bi_2O_(2.33)/Bi_2S_3的制備
        3.2.4 熒光法檢測羥基自由基濃度
        3.2.5 光電化學性能測試
        3.2.6 光催化分解水活性評估
    3.3 實驗結果表征和分析
        3.3.1 Bi_2O_(2.33)/Bi_2S_3 異質結形貌結果及成分表征
        3.3.2 Bi_2O_(2.33)/Bi_2S_3 異質結的光學性質表征
        3.3.3 Bi_2O_(2.33)/Bi_2S_3 異質結光電化學表征
    3.4 光催化分解水性質
    3.5 包覆超薄保護層的影響
    3.6 本章小結
第四章 錫摻雜氧化銦/硫化銦異質結在光催化二氧化碳還原中的應用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 錫摻雜氧化銦(Sn-In_2O_3)納米線的制備
        4.2.2 Sn-In_2O_3/In2S_3 的制備
        4.2.3 光電化學測試
        4.2.4 光催化活性評估
    4.3 異質結形貌結果及成分表征
    4.4 光電化學性能
    4.5 光催化活性評估
    4.6 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
在學期間的研究成果
致謝



本文編號：3339422