太陽(yáng)能是地球上最豐富,最容易獲得的能源之一,利用太陽(yáng)能不僅可以滿足能源需求,而且對(duì)環(huán)境的影響也比較小。人工光合成,特別是基于半導(dǎo)體的光催化和光電催化是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫氣、一氧化碳等燃料的一種有前景的技術(shù)。本文以p型半導(dǎo)體B₆O和n型半導(dǎo)體WO₃為主要研究對(duì)象。由于B₆O用作光催化劑時(shí),低導(dǎo)電性和快速的電子-空穴復(fù)合導(dǎo)致較低的光轉(zhuǎn)換效率,限制了其潛在的工業(yè)應(yīng)用前景,我們采用Co、Cr摻雜B₆O改善其光催化和光電催化活性。WO₃由于太陽(yáng)光吸收效率較低,緩慢的水氧化動(dòng)力學(xué)和較高的電子-空穴復(fù)合率,大大限制了WO₃的光電化學(xué)（PEC）性能,我們采用兩種不同相的Co O復(fù)合的方式提高WO₃的光電催化分解水活性。內(nèi)容具體如下:（1）采用固相反應(yīng)法成功合成了Co摻雜B₆O光催化劑。對(duì)制得的光催化劑進(jìn)行了一系列表征和性能測(cè)試。通過(guò)羥基（·OH）自由基的產(chǎn)生、CO₂還原、光催化分解水以及PEC分解水測(cè)試來(lái)評(píng)估... 

【文章來(lái)源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 光催化分解水簡(jiǎn)介
        1.2.1 光催化分解水原理
        1.2.2 光電催化(PEC)分解水原理
    1.3 B_6O概述
        1.3.1 B_6O的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 B_6O在光催化上的應(yīng)用
    1.4 WO_3概述
        1.4.1 WO_3的結(jié)構(gòu)
        1.4.2 WO_3在光電催化領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)
        1.4.3 WO_3的制備與提高其光催化活性的方法
    1.5 本文選題的意義和目的
    1.6 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 樣品表征的儀器
        2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)表征
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)表征
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)表征
        2.3.4 X射線光電子能譜(XPS)表征
        2.3.5 紫外可見(jiàn)分光漫反射譜(UV-vis DRS)表征
        2.3.6 比表面積表征
        2.3.7 光致發(fā)光譜(PL)表征
    2.4 光催化及光電催化測(cè)試
        2.4.1 羥基自由基測(cè)試
        2.4.2 光催化還原二氧化碳測(cè)試
        2.4.3 光催化分解水測(cè)試
        2.4.4 光電化學(xué)測(cè)試
第3章 Co摻雜B_6O催化劑的制備及其光催化、光電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 樣品的制備
        3.2.1 B_6O光催化劑的制備
        3.2.2 Co摻雜B_6O光催化劑的制備
        3.2.3 Co摻雜B_6O光電極的制備
    3.3 樣品的物性表征分析
        3.3.1 XRD表征分析
        3.3.2 UV-vis DRS分析
        3.3.3 BET分析
        3.3.4 SEM分析
        3.3.5 EDS分析
        3.3.6 HRTEM分析
        3.3.7 XPS分析
    3.4 光催化活性測(cè)試分析
        3.4.1 羥基自由基測(cè)試分析
        3.4.2 二氧化碳還原和分解水產(chǎn)氫測(cè)試分析
        3.4.3 樣品光催化反應(yīng)前后XRD分析
        3.4.4 樣品光電化學(xué)測(cè)試分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Cr摻雜B_6O催化劑的制備及其光催化、光電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 樣品的制備
        4.2.1 B_6O光催化劑的制備
        4.2.2 Cr摻雜B_6O光催化劑的制備
        4.2.3 Cr摻雜B_6O光電極的制備
    4.3 樣品的物性表征分析
        4.3.1 XRD表征分析
        4.3.2 UV-vis DRS分析
        4.3.3 BET分析
        4.3.4 SEM分析
        4.3.5 EDS分析
        4.3.6 HRTEM分析
        4.3.7 XPS分析
    4.4 光催化活性測(cè)試分析
        4.4.1 羥基自由基測(cè)試分析
        4.4.2 二氧化碳還原和分解水測(cè)試分析
        4.4.3 樣品光催化反應(yīng)前后XRD分析
        4.4.4 樣品光電化學(xué)測(cè)試分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 CoO納米片修飾WO_3光陽(yáng)極的制備及其光電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 樣品的制備
        5.2.1 頁(yè)巖相和閃鋅礦相CoO納米片的制備
        5.2.2 WO_3光電極的制備
        5.2.3 CoO和WO_3復(fù)合光電極的制備
    5.3 樣品的物性表征和光電化學(xué)(PEC)性能分析
        5.3.1 不同相的Co O納米片XRD分析
        5.3.2 不同相的CoO電子顯微鏡分析
        5.3.3 復(fù)合光電極電子顯微鏡分析
        5.3.4 復(fù)合光電極的XRD分析
        5.3.5 復(fù)合光電極UV-vis DRS分析
        5.3.6 復(fù)合光電極光致發(fā)光(PL)光譜分析
        5.3.7 復(fù)合光電極光電化學(xué)(PEC)性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 本文結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間的研究成果



本文編號(hào)：3641871