本文關(guān)鍵詞：三元類(lèi)水滑石及其復(fù)合氧化物的性能與應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 三元類(lèi)水滑石 復(fù)合氧化物 光陽(yáng)極 染料 太陽(yáng)能電池 光催化

【摘要】：本文采用尿素水解法制備了系列鋅鋁類(lèi)水滑石,以及基于鋅鋁類(lèi)水滑石的鋅鋁鑭、鋅鎘鋁三元類(lèi)水滑石,并將其煅燒得到復(fù)合氧化物。通過(guò)X-射線衍射譜圖(XRD)、熱重-差熱掃描熱量分析(TG-DTA)、掃描電鏡(SEM)、紫外-可見(jiàn)漫反射圖譜(UV-vis)、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外分析(FT-IR)、N2吸附-脫附測(cè)試等手段對(duì)類(lèi)水滑石及其復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)、形貌、光吸收、表面性質(zhì)等進(jìn)行了表征。以復(fù)合氧化物為光陽(yáng)極材料,研究了其在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用；以基于三元類(lèi)水滑石的復(fù)合氧化物為光催化劑,研究了對(duì)染料羅丹明B和甲基橙的光催化特性。具體如下：(1)制備了系列鋅鋁類(lèi)水滑石,然后500℃煅燒產(chǎn)生復(fù)合氧化物。結(jié)果表明,樣品結(jié)晶度相對(duì)較好,顆粒致密性隨比例增加變得疏松,禁帶寬度比ZnO略有減小。(2)制備了基于鋅鋁類(lèi)水滑石的系列三元鋅鋁鑭、鋅鎘鋁類(lèi)水滑石及其復(fù)合氧化物。結(jié)果表明,少量La3+和Cd2+的引入對(duì)類(lèi)水滑石結(jié)構(gòu)和形貌影響不大。分析表明鑭離子和鎘離子都進(jìn)入到了類(lèi)水滑石的層板主體中。(3)以鋅鋁復(fù)合氧化物為光陽(yáng)極材料,并以染料N3、N719和D205分別作為敏化劑組裝制備DSSC。對(duì)電池進(jìn)行了I-V測(cè)試,穩(wěn)定性和電化學(xué)阻抗譜測(cè)試(EIS)。結(jié)果表明,D205體系對(duì)鋅鋁復(fù)合氧化物DSSC的效率整體上比N3和N719高,在同一染料體系下電池的效率隨著鋅鋁比例的增加而升高；電池的穩(wěn)定性良好,能夠較長(zhǎng)時(shí)間的保持比較高的效率；EIS結(jié)果從電池的內(nèi)部電阻方面解釋了電池的性能變化。(4)以鋅鋁鑭、鋅鎘鋁復(fù)合氧化物為光陽(yáng)極,并以染料N3和D205分別作為敏化劑組裝成了DSSC。研究結(jié)果表明,電池的穩(wěn)定性良好,能夠較長(zhǎng)時(shí)間的保持一定的效率。電池效率出現(xiàn)先升高后降低的規(guī)律,同吸附結(jié)果相一致。EIS結(jié)果從電池的內(nèi)部電阻方面解釋了電池的性能變化。(5)以鋅鋁鑭復(fù)合氧化物為催化劑,對(duì)甲基橙和羅丹明B進(jìn)行了光催化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,La203與ZnO之間容易形成異質(zhì)結(jié),光催化性能表現(xiàn)突出。隨著La3+含量的增加,光降解率呈現(xiàn)先提高后降低的規(guī)律。從能帶與電荷轉(zhuǎn)移,La3+特性和吸附能力等方面對(duì)光催化結(jié)果進(jìn)行了分析和解釋。(6)以鋅鎘鋁復(fù)合氧化物為催化劑,對(duì)甲基橙和羅丹明B進(jìn)行了光催化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,ZnO與CdO之間容易形成異質(zhì)結(jié),具有很好的光催化性能。隨著Cd2+含量的增加,光催化效率呈現(xiàn)先提高后降低的規(guī)律。從能帶與電荷轉(zhuǎn)移方面對(duì)光催化結(jié)果進(jìn)行了分析和解釋。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ123.4;TM914.4

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本文編號(hào)：1215608