發(fā)布時間：2023-03-04 03:58

　　能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),全球能源資源目前主要來自于煤炭、石油和天然氣等化石燃料。隨著人類能源消耗的日益增長,預(yù)計不久將會出現(xiàn)能源短缺的問題。另外,化石燃料的大量使用也給整個地球帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。因此,從長遠看人類非常有必要尋求一種清潔能源作為化石燃料的替代品,這一需求已經(jīng)成為科學(xué)家的共識和追求。光催化分解水制氫可充分利用太陽光的能量來持續(xù)生產(chǎn)氫氣,在未來緩解人類的能源危機和環(huán)境問題等方面展示了很大的可能性。利用具有良好光吸收特性的半導(dǎo)體材料來驅(qū)動水分子的光電化學(xué)反應(yīng)代表了生產(chǎn)無污染氫燃料的一種有效途徑,在燃料電池領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景。二氧化鈦(TiO₂)作為一種直接帶隙的半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)良的抗光腐蝕性和無毒的優(yōu)點,自1972年被日本科學(xué)家Fujishima發(fā)現(xiàn)可用于光催化分解水制氫以來一直被廣泛研究。但TiO₂的帶隙較大(3.2 eV),不利于對可見區(qū)太陽光的吸收和能量轉(zhuǎn)化,同時塊體材料中的電子傳輸距離短,容易發(fā)生復(fù)合,不利于固體與溶液之間化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。因此,制備具有一種長周期的三維多孔結(jié)構(gòu)可以為電極/電解...

【文章頁數(shù)】：41 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化分解水制氫
        1.2.1 人工模擬光合作用
        1.2.2 光催化分解水制氫的反應(yīng)機理
        1.2.3 光催化分解水制氫反應(yīng)的熱力學(xué)條件
    1.3 論文的選題依據(jù)、研究意義以及主要研究內(nèi)容
        1.3.1 選題依據(jù)
        1.3.2 課題研究意義
        1.3.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 TiO₂ 反蛋白石應(yīng)用于太陽光水分解
    2.1 TiO₂ 基本性質(zhì)及結(jié)構(gòu)
    2.2 反蛋白石
    2.3 TiO₂ 反蛋白石應(yīng)用于光催化分解水制氫
    2.4 模板法制備TiO₂ 反蛋白石
        2.4.1 通過現(xiàn)有膠體納米結(jié)構(gòu)的表面涂層模板合成法
        2.4.2 三維膠體組件的模板合成
        2.4.3 膠體模板及其衍生物的復(fù)制
        2.4.4 TiO₂ 反蛋白石的制備
    2.5 TiO₂ 反蛋白石的改性
        2.5.1 光吸收劑——釩酸鉍
        2.5.2 析氧催化劑—磷酸鈷
第3章 三維TiO₂/BiVO₄/Co-Pi反蛋白石光電陽極的制備及其光電催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 實驗儀器
        3.2.2 實驗藥品
        3.2.3 TiO₂ 復(fù)合反蛋白石的制備
        3.2.4 TiO₂/BiVO₄ 反蛋白石的制備
        3.2.5 在TiO₂/BiVO₄ 反蛋白石上沉積Co-Pi
        3.2.6 TiO₂/BiVO₄/Co-Pi反蛋白石光電陽極的結(jié)構(gòu)表征
        3.2.7 TiO₂/BiVO₄/Co-Pi反蛋白石光電陽極的光電化學(xué)性能
    3.3 TiO₂/BiVO₄/Co-Pi反蛋白石光電陽極的光電化學(xué)性能分析
    3.4 不同含量的Co-Pi修飾層對TiO₂/BiVO₄ 電極的光電化學(xué)性能影響討論
    3.5 結(jié)論
第4章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間主要研究成果



本文編號：3753679