發(fā)布時(shí)間：2022-07-09 20:14

　　采用半導(dǎo)體光電化學(xué)分解水可直接將太陽能轉(zhuǎn)換為H₂燃料,是目前解決能源危機(jī)的理想策略之一。當(dāng)前,在光電化學(xué)分解水過程中,載流子在半導(dǎo)體光陽極表面的分離傳輸易受到熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的共同限制,是影響光電化學(xué)分解水效率的主要原因。在眾多半導(dǎo)體中,WO₃具有合適的禁帶寬度（2.7 eV）和優(yōu)異的載流子遷移率,是一種非常有前景的光陽極材料。但是,光生載流子在WO₃光陽極表面具有易復(fù)合和難注入到水分子的性質(zhì),是影響其水氧化性能的主要因素。因此,本論文以WO₃光陽極材料為對(duì)象,研究并調(diào)控光生載流子在其表面的分離特性。論文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:（1）高能表面態(tài)是影響WO₃光陽極水氧化性能的主要因素之一。本文利用無定形TiO₂（?-TiO₂）作為鈍化劑來改善WO₃的表面態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):相同條件下,?-TiO₂/WO₃上的光電流達(dá)到1.4 mA cm^-2,是WO

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導(dǎo)體光電分解水原理
        1.2.1 半導(dǎo)體能帶理論
        1.2.2 半導(dǎo)體光電分解水影響因素
    1.3 光生載流子在半導(dǎo)體表面分離調(diào)控研究
        1.3.1 光生載流子在半導(dǎo)體表面分離特征
        1.3.2 光生載流子在半導(dǎo)體表面分離調(diào)控策略
    1.4 WO_3 光陽極的性質(zhì)及改性研究
        1.4.1 WO_3 光陽極材料的基本性質(zhì)
        1.4.2 WO_3 光陽極材料的表面改性研究
    1.5 論文研究目標(biāo)及主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 研究目標(biāo)
        1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
2 無定形TiO_2 耦合鈍化WO_3 光陽極表面態(tài)機(jī)理研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 材料制備
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 電化學(xué)和光電化學(xué)測(cè)量
        2.2.5 中間產(chǎn)物測(cè)量
        2.2.6 理論模擬計(jì)算
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 材料表征分析
        2.3.2 電化學(xué)和光電化學(xué)性能
        2.3.3 理論模擬計(jì)算及機(jī)理分析
    2.4 本章小結(jié)
3 氧空位影響WO_3 光陽極表面水氧化途徑機(jī)理研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 樣品制備
        3.2.3 樣品表征
        3.2.4 電化學(xué)和光電化學(xué)測(cè)量
        3.2.5 理論模擬計(jì)算
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料表征分析
        3.3.2 電化學(xué)和光電化學(xué)性能
        3.3.3 理論模擬計(jì)算及機(jī)理分析
    3.4 本章小結(jié)
4 光生載流子在不同晶面WO_3 同質(zhì)結(jié)表面分離機(jī)制研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.2 樣品制備
        4.2.3 樣品表征
        4.2.4 電化學(xué)和光電化學(xué)測(cè)量
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料表征分析
        4.3.2 電化學(xué)和光電化學(xué)性能
        4.3.3 光電催化水氧化機(jī)理分析
    4.4 本章小結(jié)
5 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]部委新政[J].   能源研究與利用. 2018(01)
[2]表面反應(yīng)在半導(dǎo)體光催化水分解過程中的重要性[J]. 常曉俠,鞏金龍.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[3]基于能帶結(jié)構(gòu)理論的半導(dǎo)體光催化材料改性策略[J]. 王丹軍,張潔,郭莉,申會(huì)東,付峰,薛崗林,方軼凡.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2015(07)
[4]Pt、N共摻雜TiO2在可見光下對(duì)三氯乙酸的催化降解作用[J]. 華南平,吳遵義,杜玉扣,鄒志剛,楊平.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2005(10)

碩士論文
[1]三氧化鎢基光電極的制備及其光電化學(xué)性能研究[D]. 劉麗英.浙江大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3657744