隨著化石能源的日益枯竭和全球能源需求的持續(xù)增長(zhǎng),環(huán)境和能源問題已經(jīng)成為了人類所面臨的有史以來最大規(guī)模、最為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。開發(fā)環(huán)境友好、來源豐富的新能源以應(yīng)對(duì)能源危機(jī)已成為關(guān)系到國(guó)家可持續(xù)發(fā)展和人民基本生活的戰(zhàn)略性問題,而通過半導(dǎo)體光催化劑分解水制氫無疑是最吸引人的手段之一。在眾多光催化材料中,金屬硫化物光催化劑因其優(yōu)異的光催化制氫性能受到了研究者的廣泛關(guān)注。本文合成了一系列具有優(yōu)異光催化性能的金屬基硫化物光催化材料,系統(tǒng)研究了材料結(jié)構(gòu)、微觀形貌、助催化劑、價(jià)帶結(jié)構(gòu)等與其催化性能之間的關(guān)系。首先利用分子自組裝方法一步水熱合成了CdS/MoS₂/石墨烯空心球。半胱氨酸的分子結(jié)構(gòu)是控制復(fù)合材料形態(tài)的關(guān)鍵。由于其獨(dú)特的空心球結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電荷分離能力,CdS/5 wt%MoS₂/2 wt%石墨烯空心球表現(xiàn)出優(yōu)異的可見光產(chǎn)氫性能。進(jìn)一步利用熒光光譜、電化學(xué)阻抗和Mott-Schottky等手段研究石墨烯和二硫化鉬的協(xié)同效應(yīng)。在此基礎(chǔ)上,為了調(diào)整催化劑的價(jià)帶結(jié)構(gòu)和減少Cd元素的用量,采用金屬Zn替代了部分的Cd,制備了Cd1-xZnxS/MoS_2<... 

【文章來源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光催化反應(yīng)分類圖(張軍，2010)

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京）工程碩士學(xué)位論文帶的位置應(yīng)比氫的還原電位更低，價(jià)帶的位置應(yīng)該比氧的氧化電位更高。光催化分解水的主要過程如圖所示(高鐮，2002)。主要有以下三個(gè)部分：(1) 半導(dǎo)體光催化材料被一定能量的光所激發(fā)，產(chǎn)生光生電子(e-)和空穴(h+)。(2) 光生電子空穴對(duì)迅速遷移到半導(dǎo)體材料表面參與到催化反應(yīng)中。(3) 遷移到材料表面的電子可以與水中的質(zhì)子發(fā)生還原反應(yīng)，這也是光催化產(chǎn)氫反應(yīng)的關(guān)鍵步驟。

圖 2-1 CdS/MoS2/graphene 復(fù)合光催化劑的 XRD 圖dS/MoS2/石墨烯復(fù)合空心球的 Raman 分析S/MoS2/石墨烯復(fù)合光催化劑的拉曼光譜如圖 2-2 所示，在 293 886 cm-1位置出現(xiàn)了 CdS 的三個(gè)特征峰。在 1338 cm-1和 1588石墨烯相對(duì)應(yīng)的 D，G 特征峰，證明了石墨烯成功復(fù)合。(Dzh

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]半導(dǎo)體光催化研究進(jìn)展與展望[J]. 韓世同,習(xí)海玲,史瑞雪,付賢智,王緒緒.  化學(xué)物理學(xué)報(bào). 2003(05)
[2]過渡金屬離子摻雜改性TiO2的光催化性能研究進(jìn)展[J]. 劉暢,暴寧鐘,楊祝紅,陸小華.  催化學(xué)報(bào). 2001(02)
[3]氫能及制氫的應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王艷輝,吳迪鏞,遲建.  化工進(jìn)展. 2001(01)
[4]光催化自清潔陶瓷的制備及其特性[J]. 劉平,王心晨,付賢智.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2000(01)

博士論文
[1]復(fù)合金屬硫化物光催化劑的制備及其可見光活性研究[D]. 張軍.武漢理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3115138