發(fā)展綠色低碳、清潔高效的氫能是解決能源危機和環(huán)境污染問題的有效策略,是人類研究的重點。實現(xiàn)高效的光催化分解水析氫的效率,需要半導體中電子空穴有效的分離并轉移。納米材料的形貌對其性能有很大影響,特殊形貌的化合物可以暴露更多的活性位點使得電子有效的分離并且被利用,分級核殼結構就滿足這一條件,大的比表面積可以提供更多的活性位點,同時在分級結構上負載有效的助催化劑可以提高電子的轉移并且有效利用。本論文主要研究內容如下:（1）以制備的碳納米纖維（CNFs）作為基底,鈦酸四丁酯作為鈦源,在乙醇作為溶劑通過溶劑熱反應出TiO₂納米刺原位長在碳納米纖維復合體材料前軀體。前軀體再經(jīng)過焙燒最后形成了分級結構的TiO₂/CNFs復合材料。隨后用浸漬法將NiS納米粒子負載在TiO₂/CNFs復合材料,并通過實驗測試了復合材料樣品在模擬太陽光照射下的光催化析氫性能,研究了不同含量、不同助催化劑負載量對產氫效果的影響。（2）以制備的碳納米纖維（CNFs）作為基底,用溶劑熱的方法合成了In₂S₃/CNFs核... 

【文章來源】：黑龍江大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導體材料光催化原理
        1.2.1 光催化反應的基本機理
        1.2.2 光催化析氫反應的基本機理
    1.3 提升光催化產氫性能的方法
        1.3.1 電子的生成
        1.3.2 電子的存活
    1.4 常見助催化劑
        1.4.1 過渡金屬氧化物與氫氧化物
        1.4.2 過渡金屬硫化物與碳化物
    1.5 常見光催化劑載體
    1.6 選題背景
    1.7 本課題研究內容
第2章 實驗材料和表征方法
    2.1 實驗試劑及儀器
        2.1.1 實驗試劑和原料
        2.1.2 實驗儀器和設備
    2.2 表征方法及原理
        2.2.1 掃描電子顯微鏡 (SEM)
        2.2.2 廣角X射線衍射(XRD)
        2.2.3 透射電子顯微鏡 (TEM)
        2.2.4 拉曼光譜 (Raman )
        2.2.5 氮氣吸附-脫附等溫線測試(N_2 adsorption-desorption measuremen)
        2.2.6 X射線光電子能譜( XPS)
        2.2.7 電化學阻抗譜 (EIS)
        2.2.8 紫外可見光譜 (UV-visible spectroscopy)
        2.2.9 熒光檢測器 (Fluorescence Spectrophotometer)
    2.3 光催化分解水制氫性能測試
第3章 NiS/TiO_2/CNFs核殼分級結構的制備及其光催化析氫性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 納米碳納米纖維的制備
        3.2.2 TiO_2/CNFs(H)復合材料的制備
        3.2.3 在TiO_2/CNFs(H)核殼結構上負載NiS量子點
        3.2.4 NiS/TiO_2/CNFs(H) 光催化析氫性能的測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 NiS/TiO_2/CNFs(H) 催化劑的表征
        3.3.2 NiS/TiO_2/CNFs核殼分級結構光催化析氫性能的測試
    3.4 本章小結
第4章 MoS_2/In_2S_3/CNFs核殼分級結構的制備及其光催化析氫性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 納米碳納米纖維的制備
        4.2.2 In_2S_3/CNFs復合結構的制備
        4.2.3 MoS_2/In_2S_3/CNFs復合材料的制備
        4.2.4 MoS_2/In_2S_3/CNFs催化劑光催化析氫性能的測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 MoS_2/In_2S_3/CNFs催化劑的表征
        4.3.2 MoS_2/In_2S_3/CNFs核殼分級結構光催化析氫性能的測試
    4.4 本章小結
第5章 Ni(OH)_2/ZnIn_2S_4/Cu分級結構的制備及其光催化析氫性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 ZnIn_2S_4/Cu 復合結構的制備
        5.2.2 Ni(OH)_2/ZnIn_2S_4/Cu復合材料的制備
    5.3 結果與討論
        5.3.1 Ni(OH)_2/ZnIn_2S_4/Cu分級結構的表征
        5.3.2 Ni(OH)_2/ZnIn_2S_4/Cu分級結構光催化析氫性能的測試
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]氫化能帶可調的TiO2/SrTiO3多孔微球用于光催化制備氫氣和氧氣（英文）[J]. 韓陶然,陳亞杰,田國輝,周衛(wèi),肖玉婷,李金鑫,付宏剛.  Science China Materials. 2016(12)



本文編號：3215696