工業(yè)革命大大加速了人類社會發(fā)展,化石燃料在工業(yè)及生活中被廣泛使用,導(dǎo)致大氣中CO2含量激增,引起了許多氣候問題以及能源問題。CO2減排已成為全球研究的熱點,在眾多減排途徑中,光電催化途徑前景最好。在半導(dǎo)體光電催化材料中,CuInS2具有明顯的優(yōu)勢。為提升CuInS2薄膜的催化速率以及選擇性,對CuInS2基底材料進行改性研究。CuFeO2作為一種性能優(yōu)良的P型半導(dǎo)體材料,已在光電分解水和二氧化碳還原等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,并且在材料制備過程中,易于產(chǎn)生氧空位,氧空位對于光生電子-空穴對的復(fù)合有抑制作用。因此,本論文制備了 CuFeO2/CuInS2納米復(fù)合薄膜,并以復(fù)合薄膜為光陰極對CO2進行光電催化還原,以提升催化速率和選擇性。本文通過浸漬法和模板法制備復(fù)合材料。浸漬法制備復(fù)合材料時,將經(jīng)過預(yù)處理的CuInS2基底材料在前驅(qū)體溶液中浸漬,最后在保護氣中退火,得到CuFeO2/CuInS2納米復(fù)合薄膜。通過掃描電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、X射線光電子能譜儀（XPS）等方式對所制備材料進行表征,確定了所制備材料的組成。通過線性掃描伏安法（LSV）曲線以及紫外可見吸收光譜發(fā)現(xiàn),復(fù)合材... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２熱催化轉(zhuǎn)化（：０２和出為甲醇??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅｎｎａｌ?ｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｏｆ?Ｃ〇２?ａｎｄ?Ｈ２?ｔｏ?ｍｅｔｈａｎｏｌ??

?北京化工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研宄生學(xué)位論文???在對非單一酶催化系統(tǒng)的探究中，有研宄人員利用包埋法將聯(lián)合催化的甲酸脫氫酶、??甲醛脫氫酶及甲醇脫氫酶結(jié)合，固定在海藻酸鹽－硅載體中，可以通過其依次作用將??ｃｏ２還原為甲醇［１３，１４１。雖然該法選擇性和催化效率都較好，但其成本過高，因此在工??業(yè)應(yīng)用中受到限制。??？?Ｈ２°?Ｃ〇２??光反應(yīng)?喑反應(yīng)??Ｊ?ＡＴＰ?ＩＮＡＤＰＨ?（??帽、??鴨等??圖１－３酶催化反應(yīng)還原Ｃ０２的光反應(yīng)和暗反應(yīng)??Ｆｉｇ．?１－３?Ｅｎｚｙｍｅ－ｃａｔａｌｙｚｅｄ?ｌｉｇｈｔ?ａｎｄ?ｄａｒｋ?ｒｅａｃｔｉｏｎｓ??１．２．４光催化還原ＣＣｈ??受啟發(fā)于光合作用，利用光催化技術(shù)還原Ｃ〇２也逐漸受到研宄人員的重視。與其??它Ｃ０２減排途徑相比，光催化的最大優(yōu)勢在于其能夠?qū)⒂弥唤叩奶柲苻D(zhuǎn)化為化學(xué)??燃料，如甲烷，乙醇等，起到了存儲能量的作用，并且有望解決當前和未來的能源需??求。??在光催化領(lǐng)域，催化劑的選擇決定了產(chǎn)物的效率和選擇性，目前光催化常用到的??催化劑為半導(dǎo)體材料［１５，１６１，同時，ＭＯＦ類材料也受到了關(guān)注，Ｓａｔｏ［ｌ７ｌ等以??［Ｒｕ（ｄｃｂｐｙ）２（ＣＯ）２］２＋和Ｎ－Ｔａ２０５結(jié)合，將二氧化碳光催化還原為甲酸，產(chǎn)物選擇性達到??７５％。同時，研究人員也日益重視石墨烯基納米材料，Ｈｓｕ等Ｉ１８１利用石墨烯氧化物，??在太陽光下將Ｃ０２還原為甲醇。在該材料上沉積Ｃｉｉ以后，可以大幅度提升光催化性??能，其產(chǎn)率可達到６．８４Ｈｍｏ丨．ｇｃａｔ＿１丨１＿丨［１９］。??半導(dǎo)體光催化的原理如圖］－４所示，該過程由５個步驟組成，分別是光吸收、電??荷分離、Ｃ０

?第一章緒論???存在另一種結(jié)構(gòu)。在室溫至９８０?°Ｃ之間以黃銅礦結(jié)構(gòu)存在，空間構(gòu)型屬于四方晶系。??閃鋅礦穩(wěn)定存在的溫度區(qū)間為９８０－１０４５?°Ｃ，而纖鋅礦存在的溫度區(qū)間則在??１０４５－１０９０?°Ｃ，均屬六方晶系，是其亞穩(wěn)＾結(jié)構(gòu)［５３，５４，５５］。晶格常數(shù)ａ＝ｂ＝０．５９５８?ｎｍ，??ｃ＝】．１５３８?ｎｍ，?ｃ／ａ的值會因制備過程不同而有不同。ＣｕＩｎＳ２中的Ｃｕ、］ｎ、Ｓ比例對材??料的光電化學(xué)性能有影響，當Ｃｕ與Ｉｎ的比例大于１時，材料中的缺陷以銦缺陷為主，??制得的半導(dǎo)體為ｐ型。當Ｓ元素不足時，制得的半導(dǎo)體為��！型［５６］。??ｓ??圖１－７?ＣｕｌｎＳ２的黃銅礦結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－７?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｈａｌｃｏｐｙｒｉｔｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＣｕＩｎＳ２??１．３．２?ＣｕＩｎＳｚ薄膜材料的制備方法??ＣｕＩｎＳ２制備方法有多種，常見方法有濺射法ＶＩ、噴霧熱解法ｔ５８ｌ、氣相反應(yīng)法ｔ５９］、??電沉積法＿、硫化法Ｍ等。在多種制備方法中，電沉積法制備過程相對簡單，成本較??低，適合大規(guī)模生產(chǎn)，因此本文中采用的制備方法為電沉積法。??電沉積法制備薄膜材料過程中，按照硫化退火程序的不同又分為一步法制備過程??［６２］和兩步法制備過程［６３１，一步法將Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓ按照其對應(yīng)比例制成前驅(qū)體溶液，而后??在合適的電位下將其沉積至導(dǎo)電玻璃，最后在特定溫度以及保護氣氛圍中退火，得到??ＣｕＩｎＳ２薄膜。兩步法則是在將退火過程放在電沉枳Ｃｕ－ｋｉ膜后，在保護氣的氛圍中得??到ＣｕｌｎＳ２薄膜。在電沉積過程中，由于沉積電位、沉積時間、絡(luò)合劑、溶液ｐＨ等條??９??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3251267