光電分解水制氫是一種解決化石燃料短缺問題很有前途的方法,由于氫的無碳和高能量的特性。事實(shí)上,利用半導(dǎo)體直接把水還原成氫氣的技術(shù)已經(jīng)被廣泛研究,因?yàn)樗焕梅植紡V泛的水和陽光。因此,CuBi₂O₄（CBO）作為具有含量豐富的、有潛力的和窄帶隙的（1.5-1.8 eV）p型半導(dǎo)體光電陰極材料引起了人們的關(guān)注。但是由于其體相載流子分離效率低、自身穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)限制了其光電性能。為了解決這些問題我們集中研究了異質(zhì)結(jié)、保護(hù)層、同質(zhì)結(jié)和表面處理對CBO光催化活性的影響,主要內(nèi)容分為兩個部分:1.我們設(shè)計并使用ZnSe和P25對CBO薄膜進(jìn)行改性,由此得到了一個穩(wěn)定的、高效的CuBi₂O₄/ZnSe/P25光電陰極。結(jié)果表明,這種新型光電陰極具有杰出的0.43 mA/cm~2電流密度,是純CBO的兩倍以上。系統(tǒng)研究表明光電極良好性能歸因于ZnSe和P25之間的異質(zhì)結(jié)構(gòu),ZnSe的高電子遷移率和CBO的空穴抽出能力。另外,P25保護(hù)層可以有效地阻止光電極與電解液接觸并提高穩(wěn)定性（測試5000 s后,保留了近90%的... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光電化學(xué)水分解
    1.3 基本瓶頸和解決方法
        1.3.1 電子-空穴對的復(fù)合
        1.3.2 表面的氧化/溶解
        1.3.3 反應(yīng)動力學(xué)
    1.4 光電極材料
        1.4.1 光電陽極材料
            1.4.1.1 TiO_2光電陽極
            1.4.1.2 WO_3光電陽極
            1.4.1.3 BiVO_4光電陽極
            1.4.1.4 Fe2O_3光電陽極
        1.4.2 光陰極材料
            1.4.2.1 金屬氧化物
            1.4.2.2 Ⅲ-Ⅴ族材料
            1.4.2.3 硅
            1.4.2.4 含銅硫?qū)倩衔?br>            1.4.2.5 Ⅱ–Ⅳ族化合物組材料
        1.4.3 CuBi_2O_4存在的問題以及現(xiàn)狀
    1.5 論文的研究思路和內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 合理設(shè)計的CuBi_2O_4光電陰極異質(zhì)結(jié)提高光電化學(xué)水還原過程中的活性和穩(wěn)定性
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 化學(xué)試劑
        2.2.2 制備CBO薄膜光電陰極
        2.2.3 制備ZnSe/CBO光電陰極
        2.2.4 制備P25/ZnSe/CBO光電陰極
        2.2.5 材料表征
        2.2.6 PEC水分解測試
        2.2.7 相關(guān)公式
    2.3 結(jié)果與討論
    2.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第三章 氧空位調(diào)控的同質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)CuBi_2O_4光電陰極應(yīng)用于高效的太陽能水還原
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 化學(xué)試劑
        3.2.2 不規(guī)則-CBO光電陰極的制備
        3.2.3 Zn-CBO光電陰極的制備
        3.2.4 CBO/Zn-CBO光電陰極的制備
        3.2.5 O_v/CBO/Zn-CBO光電陰極的制備
        3.2.6 材料表征
        3.2.7 PEC分解水測試
        3.2.8 相關(guān)公式
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第四章 結(jié)論
研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]ALD-coated ultrathin Al2O3 film on BiVO4 nanoparticles for efficient PEC water splitting[J]. Guo-Liang Chang,De-Gao Wang,Yu-Ying Zhang,Ali Aldalbahi,Li-Hua Wang,Qian Li,Kun Wang.  Nuclear Science and Techniques. 2016(05)



本文編號：3646334