資源短缺和環(huán)境污染是21世紀(jì)制約人類社會發(fā)展的兩大難題,也已經(jīng)引起了世界各國的普遍關(guān)注,盡管如此,目前維持世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要資源還是以化石能源為主的一次能源,并且消耗量逐年增加。面對愈發(fā)嚴(yán)峻和危急的形勢,人們開始著力于可再生清潔能源的開發(fā)和利用,而取之不盡、用之不竭的太陽能是人們最為關(guān)注和重點開發(fā)的理想能源。光催化技術(shù)可以通過半導(dǎo)體光催化劑將太陽能轉(zhuǎn)化為可以儲存的化學(xué)能,作為人類應(yīng)對能源和環(huán)境問題的一種有效途徑,應(yīng)用前景十分廣闊。由于氫氣(H2)是一種十分理想的清潔能源,半導(dǎo)體光催化產(chǎn)氫技術(shù)自出現(xiàn)以來便受到全世界科研工作者的普遍關(guān)注,并且?guī)资陙斫?jīng)久不息。相比于全解水產(chǎn)氫,光催化分解氫碘酸(HI)是一種將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能更為容易的方式,這是因為水的分解是四電子過程,而HI的分解是個兩電子過程,同時由于I-的氧化過電位更低,因而催化分解HI的反應(yīng)相對更容易進(jìn)行。此外,碘-硫循環(huán)分解水制氫被公認(rèn)為是效率最高的熱催化分解水制氫的反應(yīng),而該反應(yīng)中的關(guān)鍵一步便是熱分解HI制氫,因而用太陽能代替熱能,研究光催化分解HI具有重要的工業(yè)價值。另一方面,光催化分解HI的工作環(huán)境為強(qiáng)酸性溶液,大多數(shù)傳統(tǒng)...

【文章頁數(shù)】：180 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 鈣鈦礦型化合物
        1.1.1 鈣鈦礦的起源和發(fā)展
        1.1.2 鈣鈦礦化合物的結(jié)構(gòu)特點
        1.1.3 鈣鈦礦的電子結(jié)構(gòu)及能帶理論
        1.1.4 鈣鈦礦化合物的物理性質(zhì)
        1.1.5 鈣鈦礦材料在光催化方面的應(yīng)用
    1.2 鹵化物鈣鈦礦材料的興起
        1.2.1 鹵化物鈣鈦礦材料的起源與發(fā)展
        1.2.2 鹵化物鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)及基本性質(zhì)
        1.2.3 鹵化物鈣鈦礦在太陽能電池領(lǐng)域的發(fā)展和其它領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.2.4 鹵化物鈣鈦礦材料發(fā)展所面臨的問題與前景
    1.3 鹵化物鈣鈦礦材料的光催化研究進(jìn)展
        1.3.1 鹵化物鈣鈦礦光電極的研究與發(fā)展
        1.3.2 鹵化物鈣鈦礦材料的水相光催化研究
        1.3.3 鹵化物鈣鈦礦材料的有機(jī)相光催化研究
    1.4 選題意義及研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 有機(jī)-金屬雜化鈣鈦礦材料的水相光催化研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 CH₃NH₃PbI₃,CH₃NH₃PbBr₃的水相合成及處理
        2.2.2 材料的表征
        2.2.3 光催化性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 CH₃NH₃PbX₃(Br,I)的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        2.3.2 鈣鈦礦水相光催化分解氫鹵酸性能研究
        2.3.3 溫度、后處理及助催化劑對鈣鈦礦材料形貌和催化性能的影響
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 表面修飾促進(jìn)鹵化物鈣鈦礦光催化劑的光生載流子分離效率
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料及樣品的合成制備
        3.2.2 材料及樣品的測試與表征
        3.2.3 光催化產(chǎn)氫性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 MAPbI₃與rGO的復(fù)合及復(fù)合方式討論
        3.3.2 MAPbI₃/rGO光催化產(chǎn)氫性能研究
        3.3.3 rGO修飾增強(qiáng)MAPbI₃光催化活性機(jī)理討論
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 鹵素離子組分調(diào)控促進(jìn)鈣鈦礦光催化劑中的光生載流子傳輸
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料的合成制備
        4.2.2 材料的表征及性能測試
        4.2.3 光催化產(chǎn)氫性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        4.3.2 鹵素離子濃度梯度及漸變帶隙的形成
        4.3.3 光催化性能的測試研究
        4.3.4 漏斗形載流子傳輸通道對光催化性能增強(qiáng)作用的機(jī)理討論
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 混合A位離子鈣鈦礦MA/FAPbI₃的光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 材料的合成制備
        5.2.2 材料的表征及性能測試
        5.2.3 光催化產(chǎn)氫性能測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 MA_xFA_1-xPbI₃的結(jié)構(gòu)和形貌表征
        5.3.2 MA_xFA_1-xPbI₃材料的光催化性能測試
        5.3.3 MA_xFA_1-xPbI₃材料的光催化性能提高的原因討論
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的獲獎情況、公開發(fā)表的論文及申請的專利
附錄:英文論文原文
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3911499