氫能具有清潔無(wú)污染、燃燒熱值高、可儲(chǔ)存、可循環(huán)、應(yīng)用形式廣等優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前,利用太陽(yáng)能進(jìn)行光電催化分解水制氫,被認(rèn)為是產(chǎn)氫的最具發(fā)展前景的途徑之一,其核心和關(guān)鍵是高效光電極材料的研發(fā)。研究表明,以二氧化鈦(TiO₂)和由TiO₂衍生的鈦酸鹽(例如SrTiO₃)為代表的鈦基半導(dǎo)體因其具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、合適的能帶結(jié)構(gòu)和原料來(lái)源廣以及成本低等優(yōu)勢(shì),成為了最具代表性的光電極候選材料。然而,光電催化產(chǎn)氫效率不高的問(wèn)題仍限制著鈦基半導(dǎo)體光電極材料的發(fā)展和應(yīng)用,該問(wèn)題主要源于鈦基半導(dǎo)體禁帶寬度較大對(duì)光的吸收能力較弱、較短的光生載流子傳輸距離導(dǎo)致光生電子-空穴對(duì)極易復(fù)合等。本文針對(duì)于目前鈦基半導(dǎo)體在光電催化產(chǎn)氫領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題(光吸收、電荷的分離、電荷的注入和利用),以一維納米結(jié)構(gòu)的TiO₂和SrTiO₃為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)精細(xì)優(yōu)化、非金屬摻雜、貴金屬輔助和異質(zhì)結(jié)改性改性協(xié)同強(qiáng)化其光電催化產(chǎn)氫特性。綜合本論文工作,取得研究成果具體如下:(1)一維TiO₂光陽(yáng)極材...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1粉末光催化產(chǎn)氫的原理示意圖

圖1.2一步光激發(fā)分解水體系的機(jī)理示意圖（CB代表導(dǎo)帶，VB代表價(jià)帶，Eg代表帶隙）

圖1.3幾種常見(jiàn)半導(dǎo)體的禁帶寬度和帶邊位置（使用NHE作為參比）

圖1.4二步光激發(fā)分解水體系的機(jī)理示意圖

本文編號(hào)：4001051