光催化分解水制氫是一種環(huán)境友好型策略,可將取之不盡的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為可利用的化學(xué)能,從而緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染。光催化過(guò)程由三個(gè)步驟組成:光吸收,電荷傳輸和表面反應(yīng),其中第三步是速度控制步驟。在光活性半導(dǎo)體上負(fù)載助催化劑可以加速表面反應(yīng),提高光催化效率。許多研究表明,過(guò)渡金屬及其化合物可以作為高效的產(chǎn)氫助催化劑。光化學(xué)沉積是一種溫和且高效的制備過(guò)渡金屬基助催化劑的方法。然而,由于過(guò)渡金屬電負(fù)性小且其離子的還原電位低,所以通過(guò)光化學(xué)法制備過(guò)渡金屬基助催化劑是比較困難的。因此,設(shè)計(jì)非貴金屬基助催化劑的沉積策略具有重大意義。光化學(xué)制備過(guò)渡金屬基助催化劑的影響因素尚不明確,限制了該方法的發(fā)展和應(yīng)用。深入研究光化學(xué)沉積過(guò)程的影響因素,可為制備過(guò)渡金屬基助催化劑提供合理的指導(dǎo)。本文主要探究了在光化學(xué)沉積過(guò)程中鎳離子所處的溶液環(huán)境對(duì)鎳沉積物的種類、尺寸、分布、化學(xué)態(tài)和催化活性等方面的影響。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.本文采用簡(jiǎn)便、快速且可擴(kuò)展的光沉積方法制備了NiS改性的g-C₃N₄納米片雜化光催化劑。在光的照射下,由g-C₃N_4...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 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
    1.2 光催化分解水概述
    1.3 光響應(yīng)半導(dǎo)體材料的發(fā)展
    1.4 助催化劑的發(fā)展
    1.5 課題意義及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 課題意義
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 過(guò)渡金屬硫化物高效產(chǎn)氫助催化劑的光化學(xué)合成路線:以NiS/g-C₃N₄ 為例
    2.1 研究背景
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.3 主要實(shí)驗(yàn)儀器
    2.4 NiS/g-C₃N₄ 復(fù)合光催化劑的制備及表征
        2.4.1 g-C₃N₄納米片的制備
        2.4.2 NiS/g-C₃N₄ 復(fù)合光催化劑的制備
        2.4.3 NiS/g-C₃N₄ 復(fù)合光催化劑的表征
        2.4.4 光催化活性的評(píng)定
        2.4.5 光電化學(xué)性能測(cè)試
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 NiS/g-C₃N₄ 的光化學(xué)形成機(jī)理
        2.5.2 NiS/g-C₃N₄ 復(fù)合光催化劑的表征
        2.5.3 光催化產(chǎn)氫性能測(cè)試
        2.5.4 光催化產(chǎn)氫機(jī)理
        2.5.5 普遍適用性
    2.6 本章結(jié)論
第三章 Ni-Ni(OH)₂/CdS雜化材料的光化學(xué)制備和分解水性能研究
    3.1 研究背景
    3.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    3.3 主要實(shí)驗(yàn)儀器
    3.4 催化劑的制備和表征
        3.4.1 CdS納米棒的制備
        3.4.2 Ni-Ni(OH)₂/CdS NRs復(fù)合材料的制備
        3.4.3 光催化分解水產(chǎn)氫
        3.4.4 Ni-Ni(OH)₂/CdS NRs復(fù)合光催化劑的表征
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.5.1 醇類對(duì)光沉積的影響
        3.5.2 Ni-Ni(OH)₂/CdS復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和組成
        3.5.3 光催化產(chǎn)氫性能
        3.5.4 Ni-Ni(OH)₂/CdS的光催化分解水產(chǎn)氫機(jī)理
    3.6 本章結(jié)論
第四章 光化學(xué)法制備Ni₁/CdS用于高效光催化制氫
    4.1 研究背景
    4.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    4.3 主要實(shí)驗(yàn)儀器
    4.4 實(shí)驗(yàn)方法
        4.4.1 CdS納米棒的制備
        4.4.2 Ni₁/CdS NRs催化劑的制備
        4.4.3 Ni(OH)₂ NPs/CdS NRs催化劑的制備
        4.4.4 光催化產(chǎn)氫測(cè)試
        4.4.5 光電化學(xué)測(cè)量
        4.4.6 Ni₁/CdS復(fù)合光催化劑的表征
        4.4.7 計(jì)算方法
        4.4.8 能量轉(zhuǎn)移效率(Φ_ET)
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 結(jié)構(gòu)與組成
        4.5.2 光催化性能
        4.5.3 Ni₁/CdS的光化學(xué)形成機(jī)理
        4.5.4 光催化劑的電荷分離性能
        4.5.5 Ni₁/CdS的光催化分解水產(chǎn)氫機(jī)理
    4.6 本章結(jié)論
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄:作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3775979