鑒于近年來日益嚴重而急需緩解的能源枯竭與環(huán)境污染的艱難處境,尋找一種可替代的新型綠色能源顯得十分重要。光分解水生產(chǎn)的氫能由于其能源來源廣、環(huán)境友好、綠色等優(yōu)勢,被公認是一種較好的替代性可再生能源。至今,大多數(shù)光催化材料主要是氧化物、硫化物、復(fù)合材料等。然而將太陽光能量更高效地吸收和利用仍舊是產(chǎn)氫領(lǐng)域一個未解決的難題。而金屬-有機骨架材料(MOFs)由于其高比表面積、可控孔徑及多樣結(jié)構(gòu)在催化領(lǐng)域獲得了極大的關(guān)注。但其在光催化制氫領(lǐng)域應(yīng)用十分有限,且產(chǎn)氫效率低。基于本課題組的研究,本論文將過渡金屬Ni摻雜在MIL-101(Cr)載體上,合成了CdS-Ni/Cr-MIL-101材料;同時,又對CdS材料進行Pt、Ni的共摻雜,制備了Pt-Ni/CdS材料;兩種材料應(yīng)用于光催化產(chǎn)氫的相關(guān)研究還未見報道。Ni的摻雜,使兩種材料相較于純CdS材料、MOFs材料能更高效地吸收利用太陽光的能量,從而大幅提升其光催化制氫效率。本論文主要研究內(nèi)容包括:(1)以水熱法制備出Ni/MIL-101(Cr)后通過溶劑熱法將CdS納米粒子負載于其上,制備得到CdS-Ni/MIL-101(Cr)材料;通過溶劑熱法制備...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化產(chǎn)氫的研究現(xiàn)狀
    1.3 半導(dǎo)體材料光催化分解水產(chǎn)氫的機理
    1.4 提高材料的光催化產(chǎn)氫效率的主要方法
        1.4.1 納米化催化劑材料
        1.4.2 改變分散度
        1.4.3 摻雜金屬
    1.5 CdS的簡介以及應(yīng)用
        1.5.1 CdS材料的常見制備方法
        1.5.2 CdS材料的研究現(xiàn)狀
        1.5.3 CdS材料的光催化應(yīng)用前景
    1.6 MOFs材料的制備及其在光催化領(lǐng)域中的應(yīng)用
        1.6.1 MOFs材料的主要分類與合成
        1.6.2 MOFs材料的研究現(xiàn)狀
        1.6.3 MOFs材料的主要應(yīng)用
    1.7 論文選題思路、研究內(nèi)容以及創(chuàng)新點
        1.7.1 選題思路
        1.7.2 主要研究內(nèi)容
        1.7.3 創(chuàng)新點
第二章 實驗部分
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑和儀器
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 材料的制備
        2.3.1 CdS-Ni/MIL-101(Cr)的制備
        2.3.2 Pt-Ni/CdS的制備
    2.4 材料的表征
        2.4.1 X射線粉末衍射(XRD)
        2.4.2 N₂吸附-脫附
        2.4.3 紫外可見漫反射光譜
        2.4.4 場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和透射電鏡(TEM)
        2.4.5 電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-MS)
        2.4.6 X射線光電子能譜(XPS)
    2.5 光催化產(chǎn)氫性能評價
        2.5.1 實驗裝置
        2.5.2 實驗步驟
        2.5.3 分析方法
第三章 CdS-Ni/MIL-101(Cr)光催化產(chǎn)氫
    3.1 引言
    3.2 CdS-MIL-101(Cr)的表征
        3.2.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
        3.2.2 N2吸附-脫附分析
        3.2.3 紫外可見漫反射光譜
        3.2.4 場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和透射電鏡(TEM)分析
        3.2.5 電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-MS)分析
    3.3 CdS-Ni/MIL-101(Cr)的光催化產(chǎn)氫性能評價
        3.3.1 不同金屬摻雜CdS-MIL-101(Cr)的產(chǎn)氫量的對比
        3.3.2 CdS的負載量對材料產(chǎn)氫量的影響
        3.3.3 Ni的摻雜量對材料產(chǎn)氫量的影響
        3.3.4 CdS-Ni/MIL-101(Cr)材料與其他材料產(chǎn)氫性能對比
        3.3.5 CdS-Ni/MIL-101(Cr)系列材料的穩(wěn)定性評價
    3.4 小結(jié)
第四章 Pt-Ni/CdS光催化產(chǎn)氫
    4.1 引言
    4.2 Pt-Ni/CdS的表征
        4.2.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
        4.2.2 N₂吸附-脫附等溫曲線分析
        4.2.3 紫外可見漫反射光譜
        4.2.4 掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)分析
        4.2.5 X射線光電子能譜(XPS)分析
    4.3 Pt-Ni/CdS光催化制氫性能評價
        4.3.1 Ni的摻雜量對材料產(chǎn)氫量的影響
        4.3.2 Pt的負載量對材料產(chǎn)氫量的影響
        4.3.3 Pt-Ni/CdS系列材料與其他材料產(chǎn)氫性能對比
        4.3.4 Pt-Ni/CdS系列材料穩(wěn)定性評價
    4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間完成的科研成果
致謝



本文編號：3840308