自從上世紀(jì)70年代Fujishma和Honda第一次發(fā)現(xiàn)光催化分解水制氫現(xiàn)象以來(lái),利用氫能這一理想的清潔能源替代化石燃料就引發(fā)人們的廣泛關(guān)注。通過(guò)光電化學(xué)分解水制氫技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)將可再生的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為氫能儲(chǔ)存使用。自此后,尋找和制備穩(wěn)定高效、無(wú)毒無(wú)污染的半導(dǎo)體光電極材料成為光電催化研究的重點(diǎn)。在光陽(yáng)極表面引入電催化劑是促進(jìn)光陽(yáng)極表面氧化反應(yīng)的有效途徑。在電解水的催化劑選擇上面,傳統(tǒng)上認(rèn)為良好的電導(dǎo)率是一個(gè)典型的參考標(biāo)準(zhǔn),催化劑的導(dǎo)電率越高,催化劑的性能越好。Ni基和Co基電催化劑因其催化活性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、毒性低而廣泛應(yīng)用于電解水。Bi系氧化物材料光學(xué)帶隙較低,有利于可見(jiàn)光的吸收被普遍用于光催化。本論文主要以金紅石相的TiO2為襯底,分別復(fù)合電催化劑Ni(OH)2、Co(OH)2和具有鐵電性的鈣鈦礦材料BiFeO3(BFO)進(jìn)行改性。在光吸收和光生載流子分離率方面,復(fù)合半導(dǎo)體材料均展現(xiàn)出明顯的提升。對(duì)本論文的主要研究?jī)?nèi)容概括如下:(1)通過(guò)溶膠-凝膠旋涂法制備了 TiO2薄膜,控制旋涂的次數(shù)和轉(zhuǎn)速得到均勻平滑的納米薄膜。我們?cè)赥iO2薄膜表面通過(guò)電沉積方法合成Ni(OH)2電催化劑,并...

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景概述
        1.1.1 水的分解
        1.1.2 光催化分解水
        1.1.3 光電催化分解水
    1.2 半導(dǎo)體光電化學(xué)分解水制氫的概述
        1.2.1 半導(dǎo)體光電化學(xué)分解水制氫的原理
        1.2.2 光電化學(xué)電池對(duì)電極材料的要求
    1.3 半導(dǎo)體光電極光電化學(xué)性能研究方向
        1.3.1 納米結(jié)構(gòu)和形態(tài)控制
        1.3.2 元素?fù)诫s
        1.3.3 構(gòu)建異質(zhì)結(jié)
        1.3.4 表面處理
    1.4 本文的研究思路和主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 儀器設(shè)備
    2.2 光電極材料的制備方法
        2.2.1 溶膠凝膠法
        2.2.2 電沉積法
    2.3 材料形貌結(jié)構(gòu)表征方法
        2.3.1 X射線(xiàn)衍射(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)
        2.3.5 光致熒光光譜(PL)
        2.3.6 光電化學(xué)性能測(cè)試(PEC)
第三章 TiO₂/Ni(OH)₂復(fù)合光陽(yáng)極的光電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 TiO₂ film的合成
        3.2.2 Ni(OH)₂薄膜的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 TiO₂/Ni(OH)₂的基本表征
        3.3.2 TiO₂/Ni(OH)₂的PEC性能測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Co(OH)₂復(fù)合TiO₂光陽(yáng)極的光電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 TiO₂ film的合成
        4.2.2 TiO₂ film/Co(OH)₂光陽(yáng)極的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 基本表征
        4.3.2 電化學(xué)測(cè)試結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 BiFeO₃復(fù)合TiO₂光陽(yáng)極的光電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 TiO₂ film的合成
        5.2.2 BFO薄膜的合成
        5.2.3 BFO/TiO₂的正、反向極化
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 BFO/TiO₂的基本表征
        5.3.2 電化學(xué)測(cè)試結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄



本文編號(hào)：3736466