通過(guò)直接利用太陽(yáng)能光催化分解水制氫,對(duì)于解決目前人類面臨的能源和環(huán)境危機(jī)具有重要意義。大部分傳統(tǒng)的光催化劑只能響應(yīng)紫外光,而紫外光在太陽(yáng)光能譜中所占份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可見(jiàn)光,因此開(kāi)發(fā)可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑有重要意義。為了開(kāi)發(fā)高效的可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑,本文采用高溫固相還原法制備了系列氮(氧)化物,并對(duì)其進(jìn)行表征,研究其光催化性能。主要研究工作及成果有:(1)在制備過(guò)程中,研究了1500℃高溫預(yù)處理Ta2O5進(jìn)行對(duì)制備TaON和Ta3N5的影響,同時(shí)考察了Mg,Zr摻雜Ta3N5和BaTaO2N的制備條件,并通過(guò)電泳沉積法制備出了以FTO為基體的不同的光電極薄膜材料。(2)對(duì)制備得到的樣品進(jìn)行了XRD,UV-Vis以及SEM等相關(guān)表征。結(jié)合表征數(shù)據(jù)可知,經(jīng)過(guò)高溫預(yù)處理Ta2O5制備的TaON和Ta3N5的粒子的粒徑明顯變大,說(shuō)明高溫使粒子發(fā)生了某種程度聚合,而且其吸收邊均拓展到可見(jiàn)光區(qū),可以響應(yīng)可見(jiàn)光。Mg,Zr摻雜的Ta3N5和BaTaO2N的吸收邊出現(xiàn)明顯的藍(lán)移,這表明摻雜改變了二者的帯隙。(3)在三電極分解水體系中考察了其光催化活性。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)高溫預(yù)處理Ta2O5制備的光電極活性高于那...

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【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/光電化學(xué)分解水
    1.3 光催化劑的發(fā)展概況
        1.3.1 能帶工程
        1.3.2 表面助催化劑
        1.3.3 敏化
        1.3.4 納米設(shè)計(jì)
        1.3.5 多光子分解水
    1.4 新型氮(氧)化物光催化劑的研究現(xiàn)狀
    1.5 課題的研究目的及意義
第二章 氮(氧)化物光電極材料的制備
    2.1 引言
        2.1.1 濺射法
        2.1.2 熱蒸發(fā)法
        2.1.3 化學(xué)氣相沉積法
        2.1.4 溶膠凝膠法
        2.1.5 陽(yáng)極氧化法
        2.1.6 電化學(xué)沉積法
        2.1.7 水熱法
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品
        2.2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.2 主要的實(shí)驗(yàn)藥品
    2.3 催化劑制備流程
        2.3.1 粉體材料的制備
        2.3.2 光電極薄膜的制備
        2.3.3 光電極材料的修飾
    2.4 催化劑制備條件的考察
        2.4.1 反應(yīng)溫度對(duì)樣品制備的影響
        2.4.2 氣體流量對(duì)樣品制備的影響
        2.4.3 高溫預(yù)處理對(duì)樣品制備的影響
    2.5 催化劑的表征
        2.5.1 X-射線衍射分析(XRD)
        2.5.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.3 紫外-可見(jiàn)(UV-Vis)光譜分析
    2.6 光催化活性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)
        2.6.1 反應(yīng)裝置的搭建
        2.6.2 光電化學(xué)的測(cè)試方法
第三章 光催化劑的表征
    3.1 物相表征
        3.1.1 TaON
        3.1.2 Ta₃N5

        3.1.3 BaTaO₂N(Mg，Zr)
        3.1.4 Ta₃N₅(Mg，Zr)
    3.2 光吸收特性
        3.2.1 TaON
        3.2.2 Ta₃N₅

        3.2.3 Ta₃N₅(Mg，Zr)
        3.2.4 BaTaO₂N(Mg，Zr)
    3.3 形貌特性
        3.3.1 TaON
        3.3.2 Ta₃N₅

        3.3.3 Ta₃N₅(Mg，Zr)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 光電化學(xué)分解水活性測(cè)試
    4.1 引言
    4.2 光電化學(xué)活性測(cè)試
        4.2.1 氮(氧)化物光電化學(xué)分解水的活性研究
        4.2.2 經(jīng)過(guò)后處理的光電極的電化學(xué)活性
        4.2.3 助催化劑修飾光電極活性研究
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的科研成果



本文編號(hào)：3945644

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