伴隨工業(yè)快速發(fā)展而來的能源危機與環(huán)境污染越來越受到人們的關(guān)注,成為目前人類亟待解決的重要問題。1972年Fujishima等人首次實現(xiàn)了金紅石二氧化鈦光電極的光電催化分解水制氫,隨后相關(guān)研究者又發(fā)現(xiàn)粉體半導(dǎo)體材料光解水制氫技術(shù)。從而掀起了利用含量豐富的可再生太陽能制備綠色氫能源的研究熱潮。無論是光電催化還是光催化過程,其核心問題都是對光催化劑材料的研究。近來,具有d10電子構(gòu)型的半導(dǎo)體由于具有較好的載流子遷移效率表現(xiàn)了良好的光催化性能,因而受到廣泛關(guān)注。本論文以d10電子構(gòu)型的鎵酸鋅尖晶石作為主要研究對象,通過缺陷調(diào)控下的非金屬元素摻雜及復(fù)合異質(zhì)結(jié)構(gòu)建方法,以實現(xiàn)對鎵酸鋅光催化劑電子結(jié)構(gòu)的調(diào)控,增強其光催化產(chǎn)氫能力。主要研究內(nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:第二章中以硼氫化鈉作為硼源和脫氧劑,以氨氣作為氮源,通過簡單的一步煅燒法成功制備了氧空位調(diào)控下的B/N共摻鎵酸鋅納米球。氧空位調(diào)控下的B/N共摻鎵酸鋅在沒有沉積鉑作為助催化劑條件下即表現(xiàn)了優(yōu)異的光催化產(chǎn)氫效率,比同樣條件下的氧空位調(diào)控B摻雜及N摻雜鎵酸鋅光催化劑性能更加優(yōu)異,是未摻雜鎵酸鋅的三倍左右。這主要是由以下原因?qū)е碌?一方面,由于B-N鍵... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１半導(dǎo)體光解水過程示意圖［４］

ｎ－ｔｙｐｅ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ??圖１－２傳統(tǒng)異質(zhì)結(jié)光催化劑電荷傳輸機制［５８］。??結(jié)構(gòu)位置關(guān)系如圖ｌ－２（ａ）所示的兩種半導(dǎo)體材的作用下，光生電子（或空穴）則由導(dǎo)帶位置移到導(dǎo)帶位置較低（價帶位置較高）的半導(dǎo)體，空間分離。這種能級排列的半導(dǎo)體組合方式，能構(gòu)，稱為傳統(tǒng)的電荷載體轉(zhuǎn)移機制［９４］。如果組１和半導(dǎo)體材料２分別為ｐ型和ｎ型半導(dǎo)體，那度存在差異，會發(fā)生載流子的熱力學(xué)擴散運動，半導(dǎo)體指向ｐ型半導(dǎo)體的內(nèi)建電場，從而進一步型半導(dǎo)體和ｐ型半導(dǎo)體的遷移，更大程度的促進

為了實現(xiàn)光生載流子分離的同時保持其原來的還原氧化能力，研究人員在研究中又發(fā)現(xiàn)了矢量Ｚ機制［５９－６５］，如圖１－３所示。這種載流子轉(zhuǎn)移機制最的優(yōu)點在于，通過界面的氧化還原電對或電子傳輸介質(zhì)淬滅氧化能力和還原弱的空穴和電子，使氧化能力更強的空穴及還原能力更強的電子分別位于不半導(dǎo)體上，實現(xiàn)有效分離。然而，構(gòu)造這樣的異質(zhì)結(jié)對半導(dǎo)體材料的選擇提更高的要求，同時如何構(gòu)建有效的電荷傳輸界面，并揭示異質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本界質(zhì)以實現(xiàn)理想的定向電子轉(zhuǎn)移仍存在較大挑戰(zhàn)。??金屬－半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)??Ｅ０???、—?????？�。荆�?ｔ％??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Z型Ag3PO4/Ag2MoO4異質(zhì)結(jié)光催化劑構(gòu)建和光催化降解有機污染物（英文）[J]. 唐華,付彥惠,萇樹方,謝思雨,唐國剛.  催化學(xué)報. 2017(02)
[2]半導(dǎo)體光解水制氫研究:現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及展望[J]. 謝英鵬,王國勝,張恩磊,張翔.  無機化學(xué)學(xué)報. 2017(02)



本文編號：3435545