針對光催化反應(yīng)的三個(gè)歷程,我們進(jìn)行了三方面的研究和討論。(1)通過引入染料分子光敏劑來拓寬半導(dǎo)體的光譜吸收范圍;將可見光響應(yīng)半導(dǎo)體材料與MOFs材料結(jié)合,減少其團(tuán)聚程度,從而更高效地吸收更多的光子和提升半導(dǎo)體催化劑的光捕獲能力。(2)通過構(gòu)建p-n型異質(zhì)結(jié),在其表面接觸部分形成內(nèi)建電場,在內(nèi)建電場和電位差的作用下,實(shí)現(xiàn)光生電子和空穴的定向、高效的分離和轉(zhuǎn)移。(3)通過引入過渡金屬磷化物,硫化物以及鎳納米顆粒等非貴金屬助催化劑,快速地捕獲電子同時(shí)提供反應(yīng)活性位點(diǎn),從而還原質(zhì)子,實(shí)現(xiàn)水的裂解產(chǎn)氫。本論文中,我們選擇選了EY曙紅分子、CdS、g-C₃N₄、UiO-66(Zr)、ZIF-67(Co)、WP、NiSx等材料來探究復(fù)合催化劑之間的內(nèi)在關(guān)系,分析和研究了可見光照射下EY染料敏化復(fù)合光催化體系以及p-n型異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑的光生電荷的傳輸機(jī)制和產(chǎn)氫反應(yīng)機(jī)理。取得的創(chuàng)新性成果如下所示:1.提升半導(dǎo)體的吸光能力和拓寬對可見光的吸收范圍(1)非貴金屬NiSx修飾的g-C₃N₄@ZIF-67(Co)異質(zhì)結(jié)高...

【文章頁數(shù)】：148 頁

【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 光催化反應(yīng)原理
    1.3 光催化分解水產(chǎn)氫過程及原理
    1.4 光催化分解水產(chǎn)氫要求
    1.5 光催化產(chǎn)氫活性的改性和提升
        1.5.1 改變帶隙,提升吸光能力和拓寬光譜吸收范圍
        1.5.2 提升光生電子-空穴分離效率
        1.5.3 提升光催化還原氧化速率
    1.6 三種常見材料在光催化中的應(yīng)用研究
        1.6.1 類石墨相氮化碳——g-C₃N₄在光催化中的應(yīng)用研究
        1.6.2 CdS在光催化中的應(yīng)用研究
        1.6.3 金屬有機(jī)骨架化合物——UiO-66(Zr)和ZIF-67(Co)在光催化中的應(yīng)用研究
    1.7 本文選題思路、意義及研究內(nèi)容
第二章 非貴金屬NiSx修飾的g-C₃N₄@ZIF-67(Co)異質(zhì)結(jié)高效光催化產(chǎn)氫
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 光催化劑的制備
        2.2.2 光催化產(chǎn)H₂實(shí)驗(yàn)
        2.2.3 光電化學(xué)測試
        2.2.4 表征儀器及方法
    2.3 結(jié)果和討論
        2.3.1 樣品的物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌分析
        2.3.2 元素組成、BET及紫外-可見漫反射分析
        2.3.3 光催化產(chǎn)H₂性能測試
        2.3.4 穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)熒光光譜分析
        2.3.5 光電化學(xué)i-t曲線分析
        2.3.6 能帶結(jié)構(gòu)分析
        2.3.7 光催化產(chǎn)H₂反應(yīng)機(jī)理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 UiO-66@CdS/WP復(fù)合材料的產(chǎn)氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 催化劑制備
        3.2.2 光催化產(chǎn)H₂實(shí)驗(yàn)
        3.2.3 光電化學(xué)測試
        3.2.4 表征儀器及方法
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 物相組成(XRD)及微觀形貌(SEM,TEM)分析
        3.3.2 元素價(jià)態(tài)、UV-vis漫反射及BET及分析
        3.3.3 光催化產(chǎn)H₂性能分析
        3.3.4 光生電荷分離及轉(zhuǎn)移分析
        3.3.5 產(chǎn)H₂反應(yīng)機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
第四章 CdS/NiWO₄p-n型異質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑及產(chǎn)氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 樣品制備
        4.2.2 光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 光電化學(xué)測試
        4.2.4 表征儀器及方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 CdS納米棒及復(fù)合樣品的物相及微觀形貌
        4.3.2 樣品的XPS、BET及UV-vis漫反射分析
        4.3.3 光催化產(chǎn)H₂性能分析
        4.3.4 穩(wěn)態(tài)(PL)光譜及光電化學(xué)分析
        4.3.5 光催化產(chǎn)H₂反應(yīng)機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 [Ni-MOF-74/CdS/Co₃O₄] p-n型異質(zhì)結(jié)的產(chǎn)氫性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 催化劑的制備
        5.2.2 光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)及光電化學(xué)測試
        5.2.3 表征儀器及方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 樣品的物相、微觀形貌及XPS元素價(jià)態(tài)的分析
        5.3.2 紫外-可見漫反射譜分析
        5.3.3 樣品的物理吸脫附性能(BET)分析
        5.3.4 光催化產(chǎn)氫測試
        5.3.5 熒光光譜及光電化學(xué)分析
        5.3.6 光催化產(chǎn)氫機(jī)理
    5.4 本章小結(jié)
第六章 鎳納米顆粒修飾ZIF-67(Co)衍生的Co₃O₄/CdS p-n異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建及其產(chǎn)氫性能
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 樣品制備
        6.2.2 光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)
        6.2.3 表征儀器及方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 物相組成及形貌特征分析
        6.3.2 XPS,BET和UV-vis漫反射表征分析
        6.3.3 催化產(chǎn)氫活性測試
        6.3.4 熒光光譜分析
        6.3.5 光電化學(xué)性能分析
        6.3.6 光催化產(chǎn)氫機(jī)理分析
    6.4 小結(jié)
第七章 單斜相WP耦合UiO-66復(fù)合材料的高效光催化產(chǎn)氫性能研究
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)部分
        7.2.1 樣品的制備
        7.2.2 光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)
        7.2.3 表征儀器及方法
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 XRD及微觀形貌分析
        7.3.2 XPS元素價(jià)態(tài)分析
        7.3.3 BET及FTIR分析
        7.3.4 光催化產(chǎn)氫測試
        7.3.5 熒光光譜及紫外-可見漫反射光譜分析
        7.3.6 光催化產(chǎn)氫機(jī)理分析
    7.4 小結(jié)
第八章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝
個(gè)人簡介
附件



本文編號(hào)：3742015