本文設計構建BiVO₄作為吸光層,ZnO作為催化劑負載活性位點,引入NiPor制備NiPor-MOF骨架催化劑,構建NiPor-MOF修飾的BiVO₄/ZnO復合光陽極,成功提升了電極表面反應動力學。通過粉末X射線衍射、掃描電子顯微鏡、電子順磁共振等測試,對復合材料進行了結構與形貌表征,并通過電化學測試研究了該復合材料的光電性能。利用水浴加熱法制備了具有六方柱狀陣列形貌的ZnO薄膜,XPS、EPR、PL等測試證明了ZnO氧空位的存在。紫外測試表明其吸收帶邊在415 nm處,禁帶寬度為3.0 eV。電化學測試表明ZnO的導帶與價帶位置分別為0.23 V和3.23 V,ZnO氧空位的能量為2.43 V。以電沉積方法制備BiVO₄薄膜,通過UV-vis得其吸收帶邊在510 nm,禁帶寬度為2.4 eV。其空穴分離效率為η_sep=88.65%。成功制備了BiVO₄/ZnO復合光陽極,在1.23 V電位下,其在水中的電流密度為1.32 mA cm^-2,在亞硫酸鈉中電...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 光陽極的選擇
    1.3 BiVO₄材料的研究進展
    1.4 催化劑對于光陽極的影響
    1.5 具有水氧化功能的金屬有機配位化合物的研究進展
    1.6 ZnO材料的研究進展
    1.7 研究現(xiàn)狀簡析
    1.8 主要研究內容
第2章 實驗儀器藥品與測試方法
    2.1 實驗儀器與藥品
        2.1.1 實驗儀器
        2.1.2 實驗藥品
    2.2 光電極導電基底材料
    2.3 表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡
        2.3.2 X射線衍射測試
        2.3.3 電感耦合等離子體發(fā)射光譜測試
        2.3.4 X射線光電子能譜測試
        2.3.5 電子順磁共振測試
        2.3.6 紫外-可見分光光譜測試
        2.3.7 熒光光譜測試
        2.3.8 表面光電壓測試
        2.3.9 電化學測試
第3章 BiVO₄/ZnO復合光陽極的制備與性能表征
    3.1 引言
    3.2 ZnO薄膜的制備
    3.3 ZnO薄膜的性能表征
        3.3.1 ZnO薄膜的形貌表征
        3.3.2 ZnO薄膜的EPR表征
        3.3.3 ZnO薄膜的XPS表征
        3.3.4 ZnO薄膜的熒光測試
        3.3.5 ZnO薄膜的UV-vis表征
        3.3.6 ZnO薄膜的Mott-Schottky測試
    3.4 BiVO₄薄膜的制備
    3.5 BiVO₄薄膜的結構與形貌表征
        3.5.1 BiVO₄薄膜的XRD表征
        3.5.2 BiVO₄的形貌表征
        3.5.3 BiVO₄的紫外-可見光吸收測試
        3.5.4 BiVO₄光陽極的Jabs
    3.6 BiVO₄光陽極的光電性能
        3.6.1 BiVO₄光陽極的空穴分離效率
        3.6.2 BiVO₄光陽極的Mott-Schottky測試
    3.7 BiVO₄/ZnO復合光陽極的制備
    3.8 BiVO₄/ZnO復合光陽極的結構與形貌表征
        3.8.1 BiVO₄/ZnO復合光陽極的XRD測試
        3.8.2 BiVO₄/ZnO復合光陽極的形貌表征
        3.8.3 BiVO₄/ZnO復合光陽極的UV-vis表征
    3.9 BiVO₄/ZnO復合光陽極的光電性能測試
        3.9.1 BiVO₄/ZnO復合光陽極的表面光電壓測試
        3.9.2 BiVO₄/ZnO復合光陽極的線性掃描伏安測試
    3.10 本章小結
第4章 NiPor-MOF修飾復合光陽極的性能研究
    4.1 引言
    4.2 NiPor-MOF在FTO基底上的制備與性能研究
        4.2.1 NiPor的制備
        4.2.2 NiPor-MOF在FTO上的制備
        4.2.3 FTO/NiPor-MOF的XRD測試
        4.2.4 FTO/NiPor-MOF的循環(huán)伏安測試
    4.3 NiPor-MOF修飾BiVO₄/ZnO復合光陽極的制備
    4.4 NiPor-MOF修飾BiVO₄/ZnO復合光陽極的性能表征
        4.4.1 NiPor-MOF修飾BiVO₄/ZnO復合光陽極的UV-vis測試
        4.4.2 NiPor-MOF修飾BiVO₄/ZnO復合光陽極的形貌表征
        4.4.3 NiPor-MOF修飾BiVO₄/ZnO復合光陽極的LSV測試
        4.4.4 NiPor-MOF修飾BiVO₄/ZnO復合光陽極的EIS測試
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3771003