利用太陽能光電化學(xué)分解水制氫被認(rèn)為是解決全球現(xiàn)有能源問題的一個(gè)重要方法。因此,作為吸光的半導(dǎo)體電極材料,?-Fe₂O₃因?yàn)槠淞己玫墓馕詹ㄩL和在堿性測試環(huán)境中的穩(wěn)定性被認(rèn)為是最有前景的光電陽極材料。但是它也有一些固有的缺陷,例如:導(dǎo)電性差,氧化反應(yīng)動(dòng)力不足等。因此,對材料的固有缺陷進(jìn)行改良變得非常重要。從實(shí)驗(yàn)方法來說,本論文對?-Fe₂O₃的改性從三個(gè)方面進(jìn)行,即:原位摻雜、非原位摻雜和表面修飾。在本文中,采取了這三個(gè)途徑對?-Fe₂O₃納米薄膜進(jìn)行了優(yōu)化,并嘗試在同一塊樣品上使用了兩種方法,觀察了它們的協(xié)同作用。從離子種類來看,我們研究了Sn元素,Mo元素,以及Co元素對?-Fe₂O₃的摻雜或者修飾作用。首先,我們采用非原位摻雜Sn元素,即通過在FeOOH表面浸泡Sn的前驅(qū)體溶液,高溫煅燒后可形成Sn元素?fù)诫sɑ-Fe₂O_3,增加了材料的導(dǎo)電性,進(jìn)而提高了光生電荷分離效... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 太陽能光解水的相關(guān)研究
    1.2 光解水制氫的原理
    1.3 提升a-Fe_2O_3光催化性能的三種方法
        1.3.1 原位摻雜的方法
        1.3.2 非原位摻雜的方法
        1.3.3 表面修飾的方法
        1.3.4 三種方式的結(jié)合使用
    1.4 MOF材料的應(yīng)用
    1.5 選題的意義和研究內(nèi)容
        1.5.1 選題的意義
        1.5.2 選題的研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)試劑與步驟
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 樣品的制備
        2.2.1 FTO導(dǎo)電玻璃的清洗
        2.2.2 bareFe_2O_3的制備
        2.2.3 mid-situSn摻雜的Fe_2O_3的制備
        2.2.4 ex-situSn摻雜的Fe_2O_3的制備
        2.2.5 Na_2MoO_4原位摻雜Fe_2O_3納米薄膜樣品的制備
        2.2.6 Na_2MoO_4非原位摻雜Fe_2O_3納米薄膜樣品的制備
        2.2.7 Co修飾的Fe_2O_3納米棒的制備
        2.2.8 2-甲基咪唑(MIm)修飾的Fe_2O_3納米棒的制備
        2.2.9 Co-MOF修飾的Fe_2O_3納米棒的制備
    2.3 樣品的表征
        2.3.1 X-射線衍射測試(XRD)
        2.3.2 紫外可見吸收光譜(UV-vis)
    2.4 樣品的光電性能測試
        2.4.1 調(diào)試光強(qiáng)
        2.4.2 光催化分解水的測試方法
        2.4.3 Mott-Schttky測試
        2.4.4 EIS測試
第三章 Sn元素?fù)诫s的α-Fe_2O_3薄膜制備和光電催化性能研究
    3.1 mid-Sn摻雜的Fe_2O_3薄膜的測試和表征
        3.1.1 mid-situSn摻雜的Fe_2O_3薄膜的J-V測試
        3.1.2 mid-situSn摻雜的Fe_2O_3薄膜的UV測試
        3.1.3 mid-situSn摻雜的Fe_2O_3薄膜的SEM測試
    3.2 關(guān)于ex-Sn摻雜的Fe_2O_3薄膜的測試和表征
        3.2.1 ex-situSn摻雜的Fe_2O_3薄膜的J-V測試
        3.2.2 ex-situSn摻雜的Fe_2O_3薄膜的XRD測試
        3.2.3 ex-situSn摻雜的Fe_2O_3薄膜的UV測試
        3.2.4 ex-situSn摻雜的Fe_2O_3薄膜的SEM和EDX測試
        3.2.5 ex-situSn摻雜的Fe_2O_3薄膜的XPS測試
        3.2.6 ex-situSn摻雜的Fe_2O_3薄膜的注入和分離效率測試
        3.2.7 ex-situSn摻雜修飾的Fe_2O_3薄膜的M-S測試
        3.2.8 ex-situSn摻雜修飾的Fe_2O_3薄膜的IPCE和穩(wěn)定性測試
    3.3 結(jié)論
第四章 鉬酸鹽表面鈍化層對a-Fe2O3光解水性能的影響研究
    4.1 Na_2MoO_4原位摻雜樣品的性能測試和表征
        4.1.1 Na_2MoO_4原位摻雜Fe_2O_3薄膜的J-V測試
        4.1.2 Na_2MoO_4原位摻雜Fe_2O_3薄膜的XRD測試
        4.1.3 Na_2MoO_4原位摻雜Fe_2O_3薄膜的UV測試
        4.1.4 Na_2MoO_4原位摻雜Fe_2O_3薄膜的SEM測試
        4.1.5 Na_2MoO_4原位摻雜Fe_2O_3薄膜的注入和分離效率測試
        4.1.6 Na_2MoO_4原位摻雜Fe_2O_3薄膜的M-S測試
        4.1.7 Na_2MoO_4原位摻雜Fe_2O_3薄膜的EIS測試
    4.2 Na_2MoO_4表面修飾樣品的性能測試和表征
        4.2.1 Na_2MoO_4表面修飾Fe_2O_3薄膜的J-V和UV測試
        4.2.2 Na_2MoO_4表面修飾Fe_2O_3薄膜的注入和分離測試
        4.2.3 Na_2MoO_4表面修飾Fe_2O_3薄膜的M-S和EIS曲線
        4.2.4 Na_2MoO_4表面修飾Fe_2O_3薄膜的IPCE測試圖
    4.3 總結(jié)
第五章 原位生長的Co-MOF納米塊對α-Fe_2O_3薄膜制備和光電催化性能的影響研究
    5.1 Co-MOF相關(guān)樣品的表征分析
        5.1.1 Co-MOF修飾的Fe_2O_3薄膜的SEM和TEM測試
        5.1.2 Co-MOF修飾的Fe_2O_3薄膜的XRD和UV測試
        5.1.3 Co-MOF修飾的Fe_2O_3薄膜的JV測試
        5.1.4 Co-MOF修飾的Fe_2O_3薄膜的XPS測試
        5.1.5 Co-MOF修飾的Fe_2O_3薄膜的EIS測試
        5.1.6 Co-MOF修飾的Fe_2O_3薄膜的M-S測試
        5.1.7 Co-MOF修飾的Fe_2O_3薄膜的原理圖
    5.2 總結(jié)
第六章 總結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝



本文編號(hào)：3726281