能源危機與環(huán)境污染是21世紀人類面臨的兩個主要問題。自18世紀末工業(yè)革命以來巨大的生產(chǎn)力變革催生了龐大的化石燃料的需求,同時也帶來了日益嚴重環(huán)境污染問題。光催化水分解制氫是一種利用太陽光能驅(qū)動半導體分解水產(chǎn)生氫氣的技術,是目前已知的最理想的能源生產(chǎn)方式。助催化劑在光解水制氫系統(tǒng)中起著降低反應過電位、提供析氫活性位點等作用,是光解水制氫系統(tǒng)的重要組成部分。在眾多助催化劑中,鎳基材料憑借其來源廣泛,成本低、助催化效果好等優(yōu)勢備受關注,被認為是貴金屬助催化劑的潛在替代物。因此,開發(fā)新型鎳基助催化劑、并深入系統(tǒng)地研究其光解水制氫的助催化性能具有十分重要的意義。本文以化學性質(zhì)穩(wěn)定、易于制備、具有可見光吸收特性的g-C₃N₄為催化劑主體,采用簡單的浸漬-煅燒法和化學法制備鎳基材料負載的g-C₃N₄復合光催化劑。具體如下:(1)采用一步煅燒法成功制備了一系列鎳基氫氧化物及氧化物修飾的g-C₃N₄光催化劑,并考察了煅燒溫度(60、250、300和500℃)對鎳基氫氧化物和...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
    1.1 氫能與制氫技術
    1.2 半導體光解水制氫機理
    1.3 助催化劑的研究進展
        1.3.1 影響助催化劑活性的因素
        1.3.2 貴金屬及其氧化物
        1.3.3 過渡金屬硫化物
        1.3.4 其他過渡金屬及其化合物
    1.4 本文的選題思路
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 創(chuàng)新點
        1.4.3 技術路線
第2章 實驗方法
    2.1 實驗藥品
    2.2 實驗儀器設備
    2.3 催化劑的表征方法及參數(shù)設置
        2.3.1 X-射線衍射儀
        2.3.2 透射電子顯微鏡
        2.3.3 X射線光電子能譜儀
        2.3.4 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀
        2.3.5 紫外可見漫反射吸收光譜
    2.4 催化劑的光電化學表征方法
        2.4.1 工作電極制備
        2.4.2 交流阻抗測試
        2.4.3 光電流測試
    2.5 催化劑的活性測試
        2.5.1 光解水制氫系統(tǒng)保壓測試方法
        2.5.2 光解水制氫性能測試方法
        2.5.3 光催化劑的產(chǎn)氫循環(huán)性能測試
        2.5.4 標準曲線制作方法
第3章 鎳基氫氧化物及氧化物的光解水制氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 光催化劑的制備
    3.3 結(jié)果分析與討論
        3.3.1 鎳基氫氧化物及氧化物修飾的g-C₃N₄物相表征
        3.3.2 鎳基氫氧化物及氧化物修飾的g-C₃N₄的XPS表征
        3.3.3 鎳基氫氧化物及氧化物修飾的g-C₃N₄光解水制氫性能分析
        3.3.4 電化學阻抗與光電流測試分析
        3.3.5 鎳基氫氧化物及氧化物修飾的g-C₃N₄的光吸收性質(zhì)
        3.3.6 鎳基氫氧化物及氧化物修飾的g-C-3N₄光解水制氫機理
    3.4 本章小結(jié)
第4章 硼化鎳光解水制氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 光催化劑的制備
    4.3 結(jié)果分析與討論
        4.3.1 NiB_x/g-C₃N₄的物相表征分析
        4.3.2 NiB_x/g-C₃N₄的XPS表征結(jié)果分析
        4.3.3 NiB_x/g-C₃N-4光解水制氫性能測試結(jié)果
        4.3.4 NiB_x/g-C₃N₄循環(huán)制氫性能測試
        4.3.5 ICP-MS結(jié)果分析
        4.3.6 電化學阻抗與光電流測試結(jié)果
        4.3.7 NiB_x修飾的g-C₃N₄光解水制氫機理
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 研究結(jié)論
    5.2 研究不足與展望
參考文獻
發(fā)表文章目錄
致謝



本文編號：3821069