由于全球人口的快速增長(zhǎng),工業(yè)化進(jìn)程不斷加快,能源短缺和環(huán)境污染已成為當(dāng)前人類面臨的兩大挑戰(zhàn)�？稍偕那鍧嵞茉�,如太陽(yáng)能、地?zé)�、風(fēng)能、水力發(fā)電和潮汐能,被認(rèn)為是替代化石燃料的絕佳選擇。其中,太陽(yáng)能作為一種儲(chǔ)量豐富、分布廣泛且永久的清潔能源,可以滿足當(dāng)前和未來人類對(duì)能源的需求。近幾十年來,半導(dǎo)體光催化技術(shù)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(xiàn)出強(qiáng)有力的潛在優(yōu)勢(shì),已成為最有前途的太陽(yáng)能利用方案之一。迄今為止,已經(jīng)有大量的研究致力于開發(fā)各種光催化材料、系統(tǒng)和設(shè)備,以及對(duì)相關(guān)界面化學(xué)、電子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的探討。然而,目前整體的光催化效率仍然偏低,歸結(jié)起來最突出的問題就是太陽(yáng)光吸收利用效率低和光生載流子的分離輸運(yùn)效率低。如何更深入的理解半導(dǎo)體光催化的反應(yīng)機(jī)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(yīng)的高效光催化材料體系是突破瓶頸的關(guān)鍵。本論文針對(duì)當(dāng)前半導(dǎo)體光催化系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)光的吸收和對(duì)光生載流子的分離問題,提出構(gòu)建同源的Z型異質(zhì)結(jié)光催化劑。從特定的結(jié)構(gòu)出發(fā),實(shí)現(xiàn)了更高質(zhì)量的異質(zhì)結(jié)界面接觸、拓寬了材料的光吸收范圍并促進(jìn)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(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(dǎo)體光催化技術(shù)
        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(dǎo)體光催化劑材料設(shè)計(jì)
        1.3.1 金屬氧化物材料
        1.3.2 金屬硫化物材料
    1.4 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)
    1.5 本論文選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、方法和測(cè)試手段
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)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(xué)性能表征
        2.4.1 線性掃描伏安法(LSV)
        2.4.2 電流-時(shí)間特性曲線(I-T)
        2.4.3 莫特-肖特基測(cè)試(Mott-Schottcky)
        2.4.4 交流阻抗譜(EIS)
    2.5 重要參數(shù)及計(jì)算方法
        2.5.1 入射光子光電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換效率/內(nèi)量子效率(APCE)
        2.5.4 偏壓下光電轉(zhuǎn)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(zhì)結(jié)在光催化全分解水中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 非化學(xué)計(jì)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(cè)羥基自由基濃度
        3.2.5 光電化學(xué)性能測(cè)試
        3.2.6 光催化分解水活性評(píng)估
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表征和分析
        3.3.1 Bi_2O_(2.33)/Bi_2S_3 異質(zhì)結(jié)形貌結(jié)果及成分表征
        3.3.2 Bi_2O_(2.33)/Bi_2S_3 異質(zhì)結(jié)的光學(xué)性質(zhì)表征
        3.3.3 Bi_2O_(2.33)/Bi_2S_3 異質(zhì)結(jié)光電化學(xué)表征
    3.4 光催化分解水性質(zhì)
    3.5 包覆超薄保護(hù)層的影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 錫摻雜氧化銦/硫化銦異質(zhì)結(jié)在光催化二氧化碳還原中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)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(xué)測(cè)試
        4.2.4 光催化活性評(píng)估
    4.3 異質(zhì)結(jié)形貌結(jié)果及成分表征
    4.4 光電化學(xué)性能
    4.5 光催化活性評(píng)估
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3339422