由于人類向能源和環(huán)境的不斷索取,人類社會(huì)面臨著有史以來(lái)最嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題�；谌祟悓�(duì)社會(huì)健康可持續(xù)發(fā)展的需求和留給子孫后代美麗地球的愿望,世界各國(guó)越來(lái)越重視節(jié)能環(huán)保。大力促進(jìn)太陽(yáng)能、氫能等清潔能源的開發(fā)和利用,減少化石燃料的燃燒,成為解決這些問(wèn)題的有效手段。Ti02因其良好的光學(xué)和電學(xué)性能被用作光催化材料廣泛應(yīng)用于催化產(chǎn)氫、降解污染物和碳資源的轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域。一維TiO2納米管/棒陣列復(fù)合材料具有制備簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)優(yōu)良、可重復(fù)利用率高、不造成環(huán)境二次污染等優(yōu)點(diǎn),是性能優(yōu)良的光電催化材料。然而,利用單一的一維TiO2納米管/棒陣列進(jìn)行光電催化制氫仍存在兩大問(wèn)題:(1)TiO2半導(dǎo)體的禁帶寬度為3.0 eV或3.2 eV,能吸收的光波范圍只占太陽(yáng)光全光譜的不到5%,太陽(yáng)光利用率低;(2)被光激發(fā)產(chǎn)生的光生載流子復(fù)合率較高,導(dǎo)致光量子效率較低。因此,研究者們致力于采用各種各樣的方法來(lái)提高TiO2半導(dǎo)體光電催化活性。本工作旨在采用半導(dǎo)體復(fù)合的方法來(lái)提高一維納米結(jié)構(gòu)TiO2陣列的光電催化活性。構(gòu)筑了兩種具有特殊結(jié)構(gòu)的光電催化電極,研究了復(fù)合電極的光電化學(xué)性質(zhì)、光生載流子轉(zhuǎn)移機(jī)理以及光電催化產(chǎn)氫能...

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 光電催化技術(shù)的研究
        1.1.1 光電催化的原理
        1.1.2 光電催化效率的影響因素
        1.1.3 光電催化技術(shù)的應(yīng)用
    1.2 TiO₂納米材料的改性及應(yīng)用
        1.2.1 TiO₂納米半導(dǎo)體自身迭代
        1.2.2 TiO₂納米半導(dǎo)體的改性
            1.2.2.1 貴金屬沉積
            1.2.2.2 半導(dǎo)體耦合
            1.2.2.3 金屬離子摻雜
            1.2.2.4 非金屬摻雜
        1.2.3 TiO₂納米半導(dǎo)體的應(yīng)用
            1.2.3.1 TiO₂光電解水產(chǎn)氫
            1.2.3.2 TiO₂催化降解污染物
            1.2.3.3 傳感器
            1.2.3.4 金屬防腐
    1.3 常見(jiàn)的半導(dǎo)體光催化劑的光生電子和空穴傳輸機(jī)理
        1.3.1 TypeⅡ
        1.3.2 Z-Scheme
    1.4 本工作的研究?jī)?nèi)容及意義
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、技術(shù)與表征
    2.1 試劑和材料
        2.1.1 液體試劑
        2.1.2 固體試劑
        2.1.3 材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)技術(shù)
        2.2.1 陽(yáng)極氧化技術(shù)
        2.2.2 超聲電泳技術(shù)
        2.2.3 電化學(xué)沉積技術(shù)
    2.3 樣品結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和性能的表征
        2.3.1 形貌表征
        2.3.2 結(jié)構(gòu)組成表征
        2.3.3 光吸收、光電化學(xué)活性表征
        2.3.4 光電催化制氫性能表征
        2.3.5 其他相關(guān)儀器
    參考文獻(xiàn)
第三章 3D Bi₂MoO₆-Pd-TiO₂納米管陣列的構(gòu)筑及光電解水制氫
    3.1 引言
    3.2 樣品的制備
        3.2.1 Bi₂MoO₆納米片的制備
        3.2.2 Pd-TiO₂納米管陣列的制備
        3.2.3 三元復(fù)合材料的制備
    3.3 Pd-TiO₂納米管陣列形貌結(jié)構(gòu)及其光電性能
        3.3.1 Pd-TiO₂納米管陣列的形貌結(jié)構(gòu)
        3.3.2 Pd-TiO₂納米管陣列光電性能表征
    3.4 Bi₂MoO₆半導(dǎo)體的復(fù)合對(duì)三元復(fù)合材料性能的影響
        3.4.1 形貌結(jié)構(gòu)表征
        3.4.2 Bi₂MoO₆沉積量對(duì)Bi₂MoO₆-Pd-TiO₂性能的影響
            3.4.2.1 形貌結(jié)構(gòu)表征
            3.4.2.2 紫外-可見(jiàn)漫反射譜(UV-vis DRS)
            3.4.2.3 光致發(fā)光光譜測(cè)試(PL)
            3.4.2.4 光電流測(cè)試
            3.4.2.5 產(chǎn)氫測(cè)試
        3.4.3 紫外-可見(jiàn)漫反射譜(UV-visDRS)
        3.4.4 光致發(fā)光光譜測(cè)試(PL)
        3.4.5 交流阻抗測(cè)試(EIS)
        3.4.6 光電流測(cè)試
        3.4.7 產(chǎn)氫及穩(wěn)定性測(cè)試
        3.4.8 機(jī)理分析
    3.5 金屬Pd和Bi₂MoO₆的沉積次序?qū)?fù)合材料性能的影響
        3.5.1 形貌結(jié)構(gòu)對(duì)比
        3.5.2 光電流對(duì)比
        3.5.3 產(chǎn)氫能力對(duì)比
        3.5.4 機(jī)理分析
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 WO_3-x納米線橋接的TiO₂納米棒陣列的制備及光電解水產(chǎn)氫
    4.1 引言
    4.2 WO_3-x-TiO₂納米棒陣列的制備及表征
        4.2.1 TiO₂納米棒陣列的制備
        4.2.2 WO_3-x-TiO₂納米棒陣列的制備
        4.2.3 WO_3-x-TiO₂納米棒陣列的結(jié)構(gòu)組成表征
    4.3 WO_3-x-TiO₂納米棒陣列光化學(xué)及光電化學(xué)性能
        4.3.1 光電流測(cè)試
        4.3.2 光響應(yīng)能力(UV-Vis DRS)
        4.3.3 光致發(fā)光光譜測(cè)試(PL)
        4.3.4 交流阻抗測(cè)試(EIS)
    4.4 WO_3-x-TiO₂納米棒陣列光電催化活性及機(jī)理
        4.4.1 制氫及穩(wěn)定性測(cè)試
        4.4.2 產(chǎn)氫機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表與交流的論文
致謝



本文編號(hào)：3927088