太陽能作為取之不盡用之不竭的綠色清潔能源受到越來越多科學家的關注。其中利用太陽光分解水制取氫氣,長久以來被譽為“化學的圣杯”。然而迄今為止,實現光催化產氫距離工業(yè)化仍然很遙遠,主要由于較低的產氫效率以及光催化劑的穩(wěn)定性難以保證。本文以光催化產氫的原理為基礎,考慮到目前光催化劑主要存在的幾大問題:（1）光吸收范圍窄;（2）電子空穴對易復合;（3）穩(wěn)定性較差;（4）表面反應速度較慢等,以期利用貴金屬納米粒子的局域等離激元效應（LSPR）構建等離激元貴金屬-半導體復合光催化劑,實現增強光吸收的同時并減少電子空穴對的復合。本論文的主要研究結果如下:1.結合電偶置換與共還原法,提出一種新穎的合成策略快速制備尺寸分布均勻,可控空腔尺寸大小的Au-Ag合金納米粒子（HNPs）。與實心納米粒子相比,Au-Ag HNPs具有獨特的優(yōu)勢,通過控制內部空腔尺寸大�。�35 nm到20 nm）,實現了LSPR峰在490nm到713 nm之間的連續(xù)調節(jié)。通過對不同空腔尺寸的Au-Ag HNPs復合P25（TiO₂）光催化劑光催化性能的測試,發(fā)現具有完整殼層且厚度為5 nm的Au-Ag HNP... 

【文章頁數】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化反應
        1.2.1 半導體納米材料光催化反應
        1.2.2 光催化反應原理
        1.2.3 CdS基光催化劑
        1.2.4 半導體納米材料光催化反應中存在的問題
    1.3 貴金屬納米材料
        1.3.1 單一貴金屬納米材料
        1.3.2 多組分貴金屬合金納米材料
        1.3.3 中空結構貴金屬合金納米材料
        1.3.4 鏈狀結構貴金屬合金納米材料
    1.4 金基納米粒子光催化領域中的增強機制
        1.4.1 電磁場增強
        1.4.2 熱電子效應
        1.4.3 熱效應
    1.5 本論文選題思路
第二章 實驗材料,設備及表征手段
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗設備
    2.3 實驗部分
        2.3.1 玻璃儀器清洗
        2.3.2 Ag納米粒子的制備
        2.3.3 Au納米粒子的制備
        2.3.4 Au@Ag納米粒子的制備
        2.3.5 Au-Ag合金的制備
        2.3.6 光電流測試
        2.3.7 光催化產氫測試
    2.4 表征手段
        2.4.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.4.3 紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)
        2.4.4 光致發(fā)光光譜(PL)
        2.4.5 光催化產氫測試系統(tǒng)
第三章 中空Au-Ag納米粒子的制備及等離激元增強光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 45nm的銀納米粒子制備
        3.2.2 Au-Ag合金納米粒子的合成
        3.2.3 Au-Ag HNPs/P25的合成
    3.3 結果和討論
        3.3.1 Au-Ag HNPs形貌表征
        3.3.2 Au-Ag HNPs不同反應過程形貌表征
        3.3.3 Au-Ag HNPs形成機理分析
        3.3.4 Au-Ag HNPs檸檬酸鈉的作用分析
        3.3.5 Au-Ag HNPs光學性能表征
        3.3.6 Au-Ag/P25結構表征
        3.3.7 Au-Ag/P25的光學性能表征
        3.3.8 Au-Ag/P25光催化性能表征
        3.3.9 Au-Ag HNPs增強光催化性能機理分析
    3.4 本章小結
第四章 Au-Ag納米粒子調控共振能量轉移改善CdS光催化產H_2性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 Au、Au@Ag、Au-Ag合金納米粒子(Au-Ag HNPs)的制備
        4.2.2 Au-Ag@CdSy的制備
        4.2.3 Au-Agx@CdS_(90),Au@CdS_(90),Au@Ag@CdS_(90)的制備
    4.3 結果與討論
        4.3.1 Au-Ag@CdSy形貌表征及光學性能表征
        4.3.2 Au-Ag@CdSy結構表征
        4.3.3 Au-Agy@CdS90形貌表征及元素分布觀察
        4.3.4 Au-Agx@CdS90光催化性能測試及能量轉移機理探究
        4.3.5 Au-Agx@CdS90光催化劑穩(wěn)定性測試
    4.4 本章小結
第五章 Au-Ag納米鏈耦合作用增強CdS光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 中空Au-Ag合金納米粒子(Au-Ag HNPs)的制備
        5.2.2 Au-Ag NCs@CdS的制備
    5.3 結果與討論
        5.3.1 Au-Ag NCs@CdS形貌表征
        5.3.2 Au-Ag NCs@CdS結構表征
        5.3.3 Au-Ag NCs@CdS光學性能表征
        5.3.4 Au-Ag NCs@CdS成分表征
        5.3.5 Au-Ag NCs@CdS電荷分離表征
        5.3.6 Au-Ag NCs@CdS光催化產氫性能表征
        5.3.7 Au-Ag NCs@CdS循環(huán)穩(wěn)定性表征
    5.4 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 全文結論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡介
致謝
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本文編號：3695519