光電催化(PEC)分解水是太陽能轉化為氫能最有前景的方法之一。而高活性和穩(wěn)定性的光陽極材料決定了 PEC分解水過程中光能到氫能的效率。在眾多的光陽極材料中,TiO2因其具有豐富的儲量、成本低、穩(wěn)定性好以及無毒性等被廣泛研究。然而,在實際應用中由于光能利用率低、光生載流子的復合率高、光陽極/電解質界面的空穴遷移動力學緩慢等缺點,嚴重影響了 TiO2光陽極的PEC分解水性能。本論文通過離子摻雜、助催化劑和光敏劑表面修飾等手段,提高了 TiO2光陽極的載流子產生、分離、利用能力;進一步探究了半導體與助催化劑和光敏劑的界面匹配關系,實現(xiàn)了高效TiO2基光陽極材料的可控制備及分解水性能顯著提升。具體內容為:(1)陰離子摻雜的TiO2/助催化劑界面匹配研究在水熱法合成TiO2光陽極基礎上,通過氣相沉積分別制備了 O、S、P、F摻雜的TiO2光陽極,進而通過電沉積在其表面分別負載Co(OH-D2和CoPi助催化劑。研究結果表明:在0.6 V vs.SCE偏壓下,負載Co(OH)2后,O、S、P、F摻雜的TiO2/Co(OH)2光電流密度較其摻雜的TiO2光陽極分別提升了 2.5、1.1、1.3 和 2...

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【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 當前能源結構
        1.1.1不可再生能源
        1.1.2 可再生能源
        1.1.3 氫能的優(yōu)勢
    1.2 生產氫能的方式
    1.3 光電陽極材料
        1.3.1 傳統(tǒng)金屬氧化物
        1.3.2 二元金屬氧化物
        1.3.3 金屬硫化物
        1.3.4 金屬硒化物
        1.3.5 Ⅲ-V族半導體
    1.4 TiO₂光陽極材料
        1.4.1 TiO₂納米結構的合成方法
        1.4.2 TiO₂光陽極研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文的研究內容、目的和意義
        1.5.1 本論文的研究內容
        1.5.2 選題的目的及意義
第二章 陰離子摻雜優(yōu)化TiO₂/助催化劑界面及光電催化分解水性能研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑與材料
        2.2.2 不同陰離摻雜TiO₂/助催化劑的制備
        2.2.3 結構表征
        2.2.4 光電化學測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 陰離子摻雜的TiO₂光陽極
        2.3.2 不同陰離子摻雜的TiO₂-Co(OH)₂光陽極界面匹配
        2.3.3 不同陰離子摻雜的TiO₂-CoPi光陽極界面匹配
    2.4 小結
第三章 TiO₂/CuPc/NiFe-LDH光陽極的制備及其光電催化分解水性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與材料
        3.2.2 TiO₂/CuPc/NiFe-LDH光電陽極的制備
        3.2.3 結構表征
        3.2.4 電化學測試
    3.3 結果與討論
    3.4 小結
第四章 結論和創(chuàng)新點
    4.1 結論
    4.2 創(chuàng)新點
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表學術論文
作者及導師簡介
附件



本文編號：4034195