利用太陽能和半導(dǎo)體材料在水中進行光催化反應(yīng)產(chǎn)生H₂從而實現(xiàn)太陽能到化學(xué)能（氫能）的轉(zhuǎn)化,被公認為是一種理想的生產(chǎn)可再生和清潔能源的技術(shù)。在過去的幾十年里,太陽能光解水制氫研究得到了全世界范圍科研人員的關(guān)注,被譽為是21世紀(jì)化學(xué)領(lǐng)域的―圣杯‖。然而,大多數(shù)的光催化劑半導(dǎo)體材料,在可見光下表現(xiàn)出很差的量子效率。為了實現(xiàn)光解水制氫技術(shù)的實際應(yīng)用,如何提高光催化劑對太陽能的高效轉(zhuǎn)換、提高光催化劑的穩(wěn)定性是研究此領(lǐng)域的重點和難點。本論文選擇具有可見光區(qū)響應(yīng)的CdS作為基體,通過負載助催化劑來實現(xiàn)CdS光生電子空穴的有效分離和創(chuàng)造更多的反應(yīng)活性位點來提高CdS的產(chǎn)氫量,同時有效提高CdS的光催化穩(wěn)定性。重點探究了助催化劑促進光催化材料載流子分離的作用機理,主要內(nèi)容包括以下三個部分。一是基于二維多元NiS_x（OH）_y納米片具有豐富的表面反應(yīng)位點和優(yōu)良的載流子運輸性能的特點,研究了NiS_x（OH）_y對CdS的助催化作用。首先,利用化學(xué)沉積法在CdS表面負載二維NiS_x（O... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第一章 文獻綜述
    1.1 太陽能及氫能的介紹
        1.1.1 太陽能
        1.1.2 氫能
    1.2 光解水制氫技術(shù)簡介
        1.2.1 水的分解條件
        1.2.2 光解水制氫原理
    1.3 光催化材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 金屬氧化物
        1.3.2 金屬硫化物
        1.3.3 金屬氮化物
        1.3.4 非金屬光催化劑
    1.4 CdS光催化劑簡介
        1.4.1 CdS光催化劑
    1.5 合成CdS的方法
        1.5.1 液相沉淀法
        1.5.2 水熱/溶劑熱法
        1.5.3 化學(xué)氣相沉積法
    1.6 提高光催化效率的方法
        1.6.1 金屬離子摻雜
        1.6.2 非金屬離子摻雜
        1.6.3 構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)
        1.6.4 負載助催化劑
    1.7 本論文工作的研究內(nèi)容和意義
第二章 材料結(jié)構(gòu)表征與性能測試設(shè)備
    2.1 材料結(jié)構(gòu)表征設(shè)備
    2.2 光催化劑材料性能測試設(shè)備
第三章 多元二維NiS_x(OH)_y納米片助催化劑制備與作用機理研究
    3.1 引言
    3.2 所用藥品及儀器
        3.2.1 實驗藥品
        3.2.2 實驗儀器
    3.3 樣品制備
        3.3.1 CdS納米球的制備
        3.3.2 NiS_x(OH)_y-CdS的制備
        3.3.3 NiS_x(OH)_y的制備
        3.3.4 1 wt% Pt-CdS的制備
        3.3.5 1 wt% PdS-CdS的制備
        3.3.6 0.5 wt% Pt/0.5 wt% PdS-CdS的制備
        3.3.7 CdS光電極的制備
        3.3.8 NiS_x(OH)_y-CdS光電極的制備
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 結(jié)構(gòu)、形貌和化學(xué)組成
        3.4.2 光催化制氫活性及其穩(wěn)定性
        3.4.3 光生電子空穴轉(zhuǎn)移過程
    3.5 本章小結(jié)
第四章 Ni_3N/Ni_3S_2多元助催化劑對CdS光催化制氫性能的提高
    4.1 引言
    4.2 所用藥品及儀器
        4.2.1 實驗藥品
        4.2.2 實驗儀器
    4.3 樣品的制備
        4.3.1 Ni_3N/Ni_3S_2-CdS的制備
        4.3.2 NiS_x(OH)_y的制備及其氨氣下熱處理
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 CdS的XRD和SEM
        4.4.2 NiS_x(OH)_y及其氨氣熱處理后樣品的XRD
        4.4.3 光催化劑樣品的SEM
        4.4.4 光催化劑樣品的UV-vis
        4.4.5 光生電子空穴轉(zhuǎn)移過程
        4.4.6 光催化制氫活性
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Ni_9S_8/β-NiS對CdS光解水制氫的促進作用
    5.1 引言
    5.2 所用藥品及儀器
        5.2.1 實驗藥品
        5.2.2 實驗儀器
    5.3 樣品制備
        5.3.1 CdS納米球的制備
        5.3.2 Ni_9S_8/β-NiS-CdS的制備
        5.3.3 β-NiS-CdS的制備
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 結(jié)構(gòu)表征
        5.4.2 形貌表征
        5.4.3 電子結(jié)構(gòu)表征
        5.4.4 光生電子空穴轉(zhuǎn)移過程
        5.4.5 HER和OER測試
        5.4.6 光催化制氫活性
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3711559