隨著人口增長與化石燃料的逐漸消耗與枯竭,再加上環(huán)境問題,尋找可再生的環(huán)境友好的清潔能源勢在必行。氫是自然界存在最普遍的元素,它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中。據(jù)推算,如把海水中的氫全部提取出來,它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。而地球的3/4被海洋所覆蓋,因此,氫能便是最佳的候選能源。SrTiO₃由于其獨(dú)特的電子和光學(xué)性質(zhì),光化學(xué)穩(wěn)定性,較低的成本和較高的催化效率而成為十分有前景的光催化劑。但由于其較寬的禁帶寬度（3.2eV）,僅對紫外光區(qū)域有所響應(yīng),使其的光催化活性有所限制。因此,許多研究工作致力于窄化其禁帶寬度,擴(kuò)寬其光譜相應(yīng)。例如金屬與非金屬摻雜,與其他半導(dǎo)體材料構(gòu)成異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料,引入缺陷等方法。本文采用溶膠-凝膠法合成出具有納米板狀形貌的SrTiO₃,使用直接利用H₂氫化SrTiO₃（簡寫為STO）及利用NaBH₄固體還原SrTiO₃（簡寫為STO-T）兩種方法,成功制備出了具有表面氧空位的有顏色的SrTiO_3... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

半導(dǎo)體基光催化劑光催化水解的機(jī)理[6]

通過水分解的太陽能氫解決方案:（A）顆粒光催化（PC）水分解系統(tǒng)，（B）光電學(xué)（PEC）水分解系統(tǒng)和（C）光電-光電化學(xué)混合（PV-PEC）系統(tǒng)[6]。igure 1-2 The solutions for solar hydrogen via water splitting. (A) Particulate photocatalyC) water splitting system, (B) photoelectrochemical (PEC) water splitting system and (C)photovoltaic‐photoelectrochemical hybrid (PV‐PEC) system.顆粒狀光催化劑體系的水分解了實(shí)現(xiàn)顆粒狀光催化劑體系的整體水分解，已經(jīng)研究了單步激發(fā)和雙步-方案）光催化劑用于太陽能制氫（圖 1-3）。在單步激發(fā)光催化劑的情況下的帶隙必須至少跨越質(zhì)子還原和水熱氧化的化學(xué)勢，然而，這對于兩步催化劑體系來說不是必需的。在 Z-方案水分解系統(tǒng)中，即使在不同光催面上發(fā)生 H2和 O2生成，也可使用電子介體來連接析氫和放氧氧化還原過去的幾十年中，已經(jīng)研究了許多一步激發(fā)光催化劑用于 PC 系統(tǒng)中的解。Kato 等[11]報(bào)道，用鑭摻雜的負(fù)載 NiO 的 NaTaO3在紫外線照射下表分解為化學(xué)計(jì)量的 H2和 O2的高光催化活性，并且在 270 nm 處表觀量

圖 1-3 基于一步激發(fā)（A）和兩步激發(fā)（Z-方案）（B）的光催化水分解能圖[10] 1-3 Energy diagrams of photocatalytic water splitting based on one‐step excitation (A) atwo‐step excitation (Z‐scheme) (B).于光電化學(xué)（PEC）系統(tǒng)和光電伏-光電化學(xué)（PV-PEC）混合系統(tǒng)在這里細(xì)介紹。鈣鈦礦材料鈦酸鍶鈣鈦礦材料鈦酸鍶的簡介酸鍶（SrTiO3）具有立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，是一種用途較為廣泛的功能陶瓷介電常數(shù)較高、熱穩(wěn)定性好，被廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械和陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域鈦酸鍶是一種重要的 n 型半導(dǎo)體，其帶隙范圍為 3.2 至 3.4 eV。由于這它可以被用作氣體傳感器和光催化劑。鈦酸鍶的改性于典型的 ABO型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的固有特性，SrTiO已被用作開發(fā)有效光


本文編號：2921548