本文關(guān)鍵詞：納米硒化物及其復(fù)合材料的制備與光、電催化性能研究

  更多相關(guān)文章： Bi_2Se_3 ZnO\ZnSe MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO 催化

【摘要】：近年來,納米硒化物及其復(fù)合材料由于其適宜的帶隙結(jié)構(gòu)、良好的光學(xué)性能、電學(xué)性能、光電協(xié)同性能及電磁學(xué)性能等,被廣泛的應(yīng)用于光、電催化及電子器件領(lǐng)域。因此,對納米硒化物及其復(fù)合材料的合成及性能研究是當(dāng)前材料研究的熱點。本文以NaHSe前驅(qū)體為硒源,采用水熱、溶劑熱合成方法控制生長得到三種納米硒化物極其復(fù)合材料。本論文主要研究內(nèi)容如下:采用一步溶劑熱過程合成Bi_2Se_3超薄納米片。合成以氯化鉍為鉍源,硒粉為硒源,以硼氫化鈉為還原劑,以去離子水和丙酮作為溶劑,一步水熱合成即可得到厚度約為2 nm的Bi_2Se_3超薄納米片。在反應(yīng)體系中加入表面活性劑PVP可改變超薄納米片的厚度,并且通過對反應(yīng)時間的控制合理推測出它的生長機理。通過一系列的表征確定了最優(yōu)結(jié)構(gòu),在降解甲基橙溶液時表現(xiàn)出了很好的光催化性能,30min降解率可達(dá)78%.采用原位生長法在FTO表面生長ZnO\ZnSe異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米釘陣列。首先FTO浸漬于晶種溶液中,煅燒后得到ZnO晶種。再將長有ZnO晶種的FTO經(jīng)一步水熱得到ZnO納米棒陣列。硒化后形成納米釘狀ZnO\ZnSe異質(zhì)陣列,并作為電極材料測試其光電化學(xué)水氧化性能。制得的ZnO\ZnSe異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米釘陣列由于其特殊的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)異的光電催化性能。通過對反應(yīng)時間的控制合理推測出它的生長機理,并通過瞬態(tài)及穩(wěn)態(tài)PL光譜、功涵及價帶譜確定其電子走向。深入研究了結(jié)構(gòu)對光電化學(xué)水氧化性能的大幅提高起到的作用。通過兩步水熱合成制備一種新型MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO復(fù)合材料。首先得到超薄、卷曲的MoSe_2納米片,在與GO復(fù)合的過程中加入硫脲同步進(jìn)行S取代。得到的Mo_(S2(1-x))Se_(2x)/rGO復(fù)合材料的電催化析氫性能遠(yuǎn)優(yōu)于單一的MoSe_2、MoS_2材料。通過與硒源和硫源投料比的控制,得到不同組分的MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO復(fù)合材料。通過對所有組分材料的電催化析氫性能的測試,得出MoS_(0.8)Se_(1.2)/rGO復(fù)合材料具備最好電催化析氫性能。
【關(guān)鍵詞】：Bi_2Se_3 ZnO\ZnSe MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO 催化
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ116.2
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 能源轉(zhuǎn)換材料簡介11-15
• 1.1.1 半導(dǎo)體的光催化反應(yīng)概述11-12
• 1.1.2 半導(dǎo)體的光電催化概述12-14
• 1.1.3 半導(dǎo)體的電催化反應(yīng)概述14-15
• 1.2 幾種硒化物催化劑簡介15-23
• 1.2.1 Bi_2Se_3材料15-16
• 1.2.2 ZnSe材料16-19
• 1.2.3 MoSe_2材料19-23
• 1.3 選題背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀23-24
• 1.4 研究課題來源24-25
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容25-26
• 第2章 實驗材料和表征方法26-33
• 2.1 實驗試劑26
• 2.2 實驗儀器和設(shè)備26-27
• 2.3 表征方法及原理27-31
• 2.3.1 廣角X射線粉末衍射 (XRD)27-28
• 2.3.2 拉曼光譜 (Raman spectroscopy)28
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡 (SEM)28
• 2.3.4 透射電子顯微鏡 (TEM)28
• 2.3.5 原子力顯微電鏡 (AFM )28-29
• 2.3.6 X射線光電子能譜（XPS）29
• 2.3.7 紫外-可見光譜 (UV-visible spectroscopy)29
• 2.3.8 熒光檢測器 (Fluorescence Spectrophotometer )29-30
• 2.3.9 開爾文探針 (SKP)30
• 2.3.10 電化學(xué)阻抗譜 (EIS)30-31
• 2.4 性能測試31-33
• 2.4.1 光催化降解有機污染物測試31
• 2.4.2 光電催化分解水測試31-32
• 2.4.3 電催化分解水測試32-33
• 第3章 Bi_2Se_3超薄納米片的可控合成及其光催化性能研究33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 實驗部分33-34
• 3.2.1 NaHSe前驅(qū)體的制備33-34
• 3.2.2 Bi_2Se_3超薄納米片的可控制備34
• 3.3 結(jié)果與討論34-40
• 3.3.1 Bi_2Se_3超薄納米片的表征分析34-39
• 3.3.2 Bi_2Se_3超薄納米片的光催化性能測試39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 原位生長ZnO\ZnSe異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米釘陣列以提高光電化學(xué)水氧化性能42-59
• 4.1 引言42-43
• 4.2 實驗部分43-44
• 4.2.1 ZnO晶種的制備43
• 4.2.2 ZnO納米棒陣列的合成43
• 4.2.3 ZnO\ZnSe異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米釘陣列的合成43-44
• 4.3 結(jié)果與表征44-58
• 4.3.1 ZnO\ZnSe納米釘陣列的表征分析44-54
• 4.3.2 ZnO\ZnSe異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米釘陣列的光電化學(xué)水氧化性能測試54-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO復(fù)合材料的合成及其電催化析氫性能的探究59-67
• 5.1 引言59-60
• 5.2 實驗部分60-61
• 5.2.1 MoSe_2納米片的合成60
• 5.2.2 MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO復(fù)合材料的合成60-61
• 5.3 結(jié)果與表征61-66
• 5.3.1 MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO復(fù)合材料的表征61-64
• 5.3.2 MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO復(fù)合材料的電化學(xué)析氫性能測試64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文82

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本文編號：618386