發(fā)布時(shí)間：2023-03-06 19:56

　　氫能因其具有清潔性和高能量密度的特點(diǎn)而被廣泛認(rèn)為是化石燃料的有效替代品。利用太陽能進(jìn)行光催化制氫是一種價(jià)格低、無污染、可持續(xù)性利用的制氫技術(shù)。自從發(fā)現(xiàn)TiO₂納米催化劑能夠進(jìn)行光解水制氫反應(yīng),新型半導(dǎo)體催化劑的發(fā)展呈現(xiàn)加速趨勢。在眾多的半導(dǎo)體光催化材料中,硫化鎘(CdS)因其相對較窄的帶隙(2.42 e V)而受到廣泛的關(guān)注,然而,單純的CdS存在著化學(xué)穩(wěn)定性差、光腐蝕嚴(yán)重、催化活性較低等問題,通過在CdS中引入Zn²⁺構(gòu)建特殊結(jié)構(gòu)以及修飾價(jià)格低廉的非貴金屬助催化劑可以有效地提高其光解水制氫性能。因此,為了得到低價(jià)高效率的CdS基光解水制氫催化劑,本研究制備了雙晶格結(jié)構(gòu)的硫化鋅鎘(Zn_xCd_1-xS)固溶體并在其表面修飾了非貴金屬助催化劑磷化鎳(Ni₂P)以及制備了核殼結(jié)構(gòu)的硫化鋅鎘(Zn_xCd_1-xS)納米棒并在其表面修飾了非貴金屬助催化劑硫化鎢(WS₂)納米片,并對催化劑的光解水制氫性能進(jìn)行了考察,具體研究內(nèi)...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 光解水制氫研究
        1.2.1 光解水制氫研究背景
        1.2.2 光解水制氫基本原理
    1.3 光解水制氫影響因素
        1.3.1 催化劑的元素組成
        1.3.2 催化劑的能帶結(jié)構(gòu)
        1.3.3 催化劑的形貌結(jié)構(gòu)
        1.3.4 催化劑的晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.5 催化過程犧牲劑條件
    1.4 光解水制氫研究進(jìn)展
        1.4.1 光解水制氫催化劑分類
        1.4.2 硫化鎘納米催化劑材料
        1.4.3 硫化鎘納米催化劑產(chǎn)氫性能提高的方法
    1.5 本課題的研究意義及內(nèi)容
2 Ni₂P/Zn_0.5Cd_0.5S復(fù)合材料的制備及其光解水制氫性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器設(shè)備
        2.2.2 Zn_xCd_1-xS固溶體的合成
        2.2.3 Ni₂P/Zn_xCd_1-xS復(fù)合材料的合成
        2.2.4 Ni₂P/Zn_xCd_1-xS復(fù)合材料的表征
        2.2.5 Ni₂P/Zn_xCd_1-xS光解水產(chǎn)氫性能及其穩(wěn)定性測試
        2.2.6 Ni₂P/Zn_xCd_1-xS光電/電化學(xué)測試
    2.3 Ni₂P/Zn_xCd_1-xS復(fù)合材料的表征分析
        2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM、HRTEM、STEM-EDX)
        2.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析
        2.3.5 紫外熒光光譜(UV-vis)分析
        2.3.6 光致發(fā)光光譜(PL)分析
        2.3.7 光電流效應(yīng)分析
        2.3.8 電化學(xué)(EIS)分析
    2.4 Ni₂P/Zn_xCd_1-xS復(fù)合材料光解水制氫性能研究
        2.4.1 不同Zn/Cd摩爾比對Zn_xCd_1-xS固溶體產(chǎn)氫活性的影響
        2.4.2 不同Ni₂P負(fù)載量對Zn_xCd_1-xS固溶體產(chǎn)氫活性的影響
        2.4.3 Ni₂P/Zn_xCd_1-xS催化劑產(chǎn)氫活性的穩(wěn)定性研究
        2.4.4 Ni₂P/Zn_xCd_1-xS光解水制氫機(jī)理研究
    2.5 本章小結(jié)
3 WS₂/CdS@ZnCdS復(fù)合材料的制備及其光解水制氫性能的研究.
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器設(shè)備
        3.2.2 CdS納米棒的合成
        3.2.3 CdS@ZnCdS復(fù)合材料的合成
        3.2.4 WS₂納米片的合成
        3.2.5 WS₂/CdS@ZnCdS復(fù)合材料的合成
        3.2.6 WS₂/CdS@ZnCdS復(fù)合材料的表征
        3.2.7 WS₂/CdS@ZnCdS光解水產(chǎn)氫性能及其穩(wěn)定性測試
        3.2.8 WS₂/CdS@ZnCdS光電/電化學(xué)測試
    3.3 WS₂/CdS@ZnCdS復(fù)合材料的表征分析
        3.3.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
        3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        3.3.3 透射電子顯微鏡(TEM、HRTEM、STEM-EDX)
        3.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析
        3.3.5 Zeta電位測試分析
        3.3.6 紫外熒光光譜(UV-vis)分析
        3.3.7 光致發(fā)光光譜(PL)分析
        3.3.8 光電流效應(yīng)分析
        3.3.9 電化學(xué)(EIS)分析
    3.4 WS₂/CdS@ZnCdS復(fù)合材料光解水制氫性能研究
        3.4.1 不同Zn²⁺加入量對CdS納米棒產(chǎn)氫活性的影響
        3.4.2 不同WS₂負(fù)載量對CdS@ZnCdS核殼納米棒產(chǎn)氫活性的影響
        3.4.3 WS₂/CdS@ZnCdS催化劑產(chǎn)氫活性的穩(wěn)定性研究
        3.4.4 WS₂/CdS@ZnCdS光解水制氫機(jī)理研究
    3.5 本章小結(jié)
4 結(jié)論和展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
    個(gè)人簡歷
    學(xué)位論文
致謝



本文編號(hào)：3757284