環(huán)境污染的控制和治理是目前人類面臨和亟待解決的一大難題,尋找新的潔凈能源和有效治理環(huán)境的技術(shù)已刻不容緩。半導(dǎo)體光催化技術(shù)為我們提供了一種直接轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能和高效治理環(huán)境污染的重要方法。然而,盡管已發(fā)現(xiàn)許多具有光催化產(chǎn)氫能力的催化劑,但它們的能量轉(zhuǎn)換率非常低,且產(chǎn)氫量很小,很不實(shí)用。為了獲得催化產(chǎn)氫效率更高的催化劑,本文主要研究了硫化鎘基光催化材料的合成及光解水產(chǎn)氫性能。CdS納米棒和ZnCdS納米粒子作為光催化劑,其較窄的禁帶寬度使得電子空穴易于重新復(fù)合,光穩(wěn)定性相對(duì)來(lái)說(shuō)較差,在長(zhǎng)時(shí)間的光照反應(yīng)下極易發(fā)生光腐蝕的現(xiàn)象,基于這些弊端,我們通過(guò)復(fù)合的手段對(duì)光催化劑進(jìn)行改性。在助催化劑的選擇上,貴金屬材料雖然性能好,但是資源短缺,價(jià)鉻昂貴等因素使得其不實(shí)用。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,氧化物WO3、碳化物Mo2C、雙金屬氮化物Ni2Mo3N、硼化物NiB、過(guò)渡金屬鐵和硫化物MoS2不僅制備成本低廉,而且作為助催化劑能夠達(dá)到優(yōu)于貴金屬的產(chǎn)氫效果。由此,我們成功制備了W03/ZnCdS,Mo2C/ZnCdS,Ni2Mo3N/ZnCdS,NiB/ZnCdS,Fe/CdS,MoS2/CdS六種光解水產(chǎn)氫性能良好的復(fù)合... 

【文章頁(yè)數(shù)】：127 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化分解水的原理
    1.3 光催化劑的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 氧化物光催化劑
        1.3.2 氮化物和氮氧化物光催化劑
        1.3.3 硫化物光催化劑
        1.3.4 固溶體光催化劑
    1.4 光催化劑的制備方法
        1.4.1 固相法
        1.4.2 溶膠-凝膠合成法
        1.4.3 水熱/溶劑熱法
        1.4.4 超聲法
        1.4.5 熔鹽法
    1.5 影響光催化產(chǎn)氫技術(shù)的因素
        1.5.1 半導(dǎo)體禁帶
        1.5.2 晶體特征
        1.5.3 催化環(huán)境
        1.5.4 助催化劑的影響
    1.6 提高光催化劑性能的技術(shù)
        1.6.1 貴金屬沉積
        1.6.2 半導(dǎo)體復(fù)合
        1.6.3 過(guò)渡金屬陽(yáng)離子摻雜
        1.6.4 非金屬摻雜
    1.7 本文的選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
第二章 WO_3/ZnCdS在可見(jiàn)光照射下的高效析氫性能研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 主要儀器及試劑
        2.2.2 催化劑的制備
    2.3 催化劑的表征
        2.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.3.2 電鏡分析
        2.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        2.3.4 紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)分析
    2.4 光催化劑的活性
        2.4.1 WO_3最佳含量的探究
        2.4.2 WO_3/ZnCdS重復(fù)性的探究
        2.4.3 WO_3/ZnCdS穩(wěn)定性的探究
    2.5 光催化產(chǎn)氫的機(jī)理研究
    2.6 本章小結(jié)
第三章 Mo_2C/ZnCdS在可見(jiàn)光照射下的高效析氫性能研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 主要儀器及試劑
        3.2.2 催化劑的制備
    3.3 催化劑的表征
        3.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        3.3.2 電鏡分析
        3.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        3.3.4 紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)分析
    3.4 光催化劑的活性
        3.4.1 Mo_2C最佳含量的探究
        3.4.2 Mo_2C/ZnCdS重復(fù)性的探究
        3.4.3 Mo_2C/ZnCdS穩(wěn)定性的探究
    3.5 光催化產(chǎn)氫的機(jī)理研究
    3.6 本章小結(jié)
第四章 Ni_2Mo_3N/ZnCdS在可見(jiàn)光照射下的高效析氫性能研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 主要儀器及試劑
        4.2.2 催化劑的制備
    4.3 催化劑的表征
        4.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        4.3.2 電鏡分析
        4.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        4.3.4 紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)分析
    4.4 光催化劑的活性
        4.4.1 Ni_2Mo_3N最佳含量的探究
        4.4.2 Ni_2Mo_3N/ZnCdS重復(fù)性的探究
        4.4.3 Ni_2Mo_3N/ZnCdS穩(wěn)定性的探究
    4.5 光催化產(chǎn)氫的機(jī)理研究
    4.6 本章小結(jié)
第五章 NiB/ZnCdS在可見(jiàn)光照射下的高效析氫性能研究
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 主要儀器及試劑
        5.2.2 催化劑的制備
    5.3 催化劑的表征
        5.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        5.3.2 電鏡分析
        5.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        5.3.4 紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)分析
    5.4 光催化劑的活性
        5.4.1 NiB最佳含量的探究
        5.4.2 NiB/ZnCdS重復(fù)性的探究
        5.4.3 NiB/ZnCdS穩(wěn)定性的探究
    5.5 光催化產(chǎn)氫的機(jī)理研究
    5.6 本章小結(jié)
第六章 Fe/CdS納米棒在可見(jiàn)光照射下的高效析氫性能研究
    6.1 前言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 主要儀器及試劑
        6.2.2 催化劑的制備
    6.3 催化劑的表征
        6.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        6.3.2 紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)分析
    6.4 光催化劑的活性
        6.4.1 Fe最佳含量的探究
        6.4.2 Fe/CdS重復(fù)性的探究
        6.4.3 Fe/CdS穩(wěn)定性的探究
    6.5 光催化產(chǎn)氫的機(jī)理研究
    6.6 本章小結(jié)
第七章 MoS_2/CdS納米棒在可見(jiàn)光照射下的高效析氫性能研究
    7.1 前言
    7.2 實(shí)驗(yàn)部分
        7.2.1 主要儀器及試劑
        7.2.2 催化劑的制備
    7.3 催化劑的表征
        7.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        7.3.2 電鏡分析
        7.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        7.3.4 紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)分析
    7.4 光催化劑的活性
        7.4.1 MoS_2最佳含量的探究
        7.4.2 MoS_2/CdS重復(fù)性的探究
        7.4.3 MoS_2/CdS穩(wěn)定性的探究
    7.5 光催化產(chǎn)氧的機(jī)理研究
    7.6 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
碩士期間研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3698547