發(fā)布時(shí)間：2021-07-26 19:32

　　化石燃料燃燒引起的環(huán)境問題促使綠色能源氫氣的制備技術(shù)獲得了長足的發(fā)展。光電化學(xué)（PEC）分解水制氫是非常具有發(fā)展前景的制氫策略之一。在整個(gè)分解水系統(tǒng)中,光電極的設(shè)計(jì)與開發(fā)是優(yōu)化光能轉(zhuǎn)化為氫能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。BiVO₄具有的窄帶隙及合理的帶邊位置使其在光電化學(xué)分解水方面具有很大的潛力。然而,BiVO₄嚴(yán)重的電子空穴復(fù)合現(xiàn)象和緩慢的水氧化動力學(xué)造成光電流密度小于理論值。針對上述問題,采取異質(zhì)結(jié)構(gòu)建、負(fù)載助催化劑、元素?fù)诫s等技術(shù)手段優(yōu)化電荷在體相和界面處的傳輸,從而提高BiVO₄光電流密度和制氫效率。本課題通過三種不同方案優(yōu)化BiVO₄光電化學(xué)性能,具體如下:（1）通過溶液法在BiVO₄上生長富含官能團(tuán)的聚多巴胺（PDA）,再以薄層聚多巴胺（PDA）為功能載體限域性生長助催化劑Co-Pi（Co₃（PO₄）₂）,最終合成Co-Pi/PDA/BiVO₄光電極。PDA/BiVO₄異質(zhì)結(jié)... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于n型半導(dǎo)體的PEC分解水示意圖

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文3反應(yīng)以一個(gè)合理的速度進(jìn)行，一定的過電位是必要的以平衡反應(yīng)過程中存在的熱力學(xué)和動力學(xué)方面的能量損耗[24]。因此，有效的PEC分解水最低禁帶寬度為1.8eV。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已形成較為完善的理論基矗圖1.2表示常見的半導(dǎo)體材料的能帶示意圖，對應(yīng)不同半導(dǎo)體的價(jià)導(dǎo)帶位置及禁帶寬度禁帶[25]。常見的半導(dǎo)體材料：BiVO4[26,27]、WO3[28]、ZnO[29]、Fe2O3[30]等。圖1.1基于n型半導(dǎo)體的PEC分解水示意圖。Fig.1.1SchematicdiagramoffromwatersplittingbyPECbasedonn-typesemiconductor.圖1.2在標(biāo)準(zhǔn)可逆氫電極下討論的半導(dǎo)體的導(dǎo)帶和價(jià)帶位置。Fig1.2Thepositionofconductionbandandvalencebandofsemiconductorunderstandardreversiblehydrogenelectrode.

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文9歷多次間歇噴霧過程后，調(diào)控噴霧時(shí)間和噴霧高度制備得到不同形貌和厚度的BiVO4光電極[62]。氣相合成法的優(yōu)勢在于易于控制生長形態(tài)，能夠合成低缺陷態(tài)的高質(zhì)量BiVO4，缺點(diǎn)是成本較高。圖1.3SEM圖像（a）0.5h，（b）3h，（C）10h和（d）30h。Fig.1.3SEMimagesfor(a)0.5h,(b)3h,(c)10hand(d)30h.圖1.4SEM圖像（a）55°C/100h，（b）75°C/30h，（C）85°C/30h和（d）95°C/30h。Fig.1.4SEMimagesfor(a)55°C/100h,(b)75°C/30h,(c)85°C/30hand(d)95°C/30h.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]BiVO4 Photoanode with Exposed（040） Facets for Enhanced Photoelectrochemical Performance[J]. Ligang Xia,Jinhua Li,Jing Bai,Linsen Li,Shuai Chen,Baoxue Zhou.  Nano-Micro Letters. 2018(01)



本文編號：3304217