半導(dǎo)體光電催化技術(shù)能夠利用太陽能將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇等具有高附加值的液相化工產(chǎn)品,在緩解溫室效應(yīng)的同時(shí),能夠?qū)O2納入到新的碳循環(huán)中,具有良好的發(fā)展前景。盡管如此,目前CO2光電催化反應(yīng)仍然受制于半導(dǎo)體催化劑較低的光生載流子分離效率和反應(yīng)過程中較高的動(dòng)力學(xué)勢(shì)壘�；谏鲜霰尘�,本論文構(gòu)建了直接Z型異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料mBiVO4（單斜相釩酸鉍）/CuInS2（銅銦硫）。CuInS2是一種具有良好光吸收性能的半導(dǎo)體材料,許多研究者報(bào)道了 CuInS2材料具有將CO2催化還原為甲醇的能力;mBiVO4（2.5 eV）的帶隙略大于CuInS2（1.5 eV）,整體能帶結(jié)構(gòu)偏正。兩者材料構(gòu)建的直接Z型異質(zhì)結(jié)不僅能夠增強(qiáng)光生載流子分離效率,同時(shí)也增強(qiáng)了復(fù)合材料的整體氧化還原能力。分別通過電沉積法和溶劑熱法制備了 CuInS2薄膜和mBiVO4納米顆粒,隨后將mBiVO4納米顆粒負(fù)載在CuInS2薄膜上得到復(fù)合材料。物相結(jié)構(gòu)研究表明復(fù)合材料成功構(gòu)建異質(zhì)結(jié),Mott-Schottky測(cè)試結(jié)果顯示CuInS2和BiVO4相對(duì)于電解液的平帶電位分別為0.22 V（相對(duì)于飽和甘汞電極,vs SCE）和0.56V（... 

【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)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－４半導(dǎo)體表面能帶結(jié)構(gòu)彎曲圖：本征半導(dǎo)體（ａ），未對(duì)準(zhǔn)（ｂ）和對(duì)準(zhǔn)（ｃ）的ｎ型半導(dǎo)體，??未對(duì)準(zhǔn)（ｄ）和對(duì)準(zhǔn)（ｅ）的ｐ型半導(dǎo)體［２７］??Ｆｉｇ?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｅｎｅｒｇｙ?ｌｅｖｅｌｓ?ｎｅａｒ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ａ?ｃｌｅａｎ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：?ｕｎｄｏｐｅｄ?（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）??

制備成電極使其構(gòu)成回路，光生空穴能??夠輕易的通過回路與光生電子分離，從而有效提升光生載流子分離效率。另外由于外??電場(chǎng)的可調(diào)控性，光電催化也更適合于大規(guī)模商業(yè)化的應(yīng)用。??ｐｏ（ＣｔＭｉ〇￥ｔａｉ?｛?Ｏ？?＾?？?ｇａｓ?ｃｈｒｏｍａｕｎｒｒａｐｈ％??Ｉ?Ｈ?’??Ｉ?ｉＨｉｔｌｅｉ??ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??ｍｍ?ｗ?ｔｍ?ｍｍ?ｍ?ａｍｔ?ｍｍ?ｆ?ｍｍ??１１?１?：…＿??■?Ｓａｆｉｗｉ?１１７?■?—Ｊ??ＣＫ?ＷＦ?〇〇???／?Ｖ?■?Ｊ??圖１－５?Ｈ型電解池裝置示意圖??Ｆｉｇ?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?Ｈ－ｔｙｐｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｅｌｌ??外電場(chǎng)的構(gòu)建也會(huì)影響半導(dǎo)體與電解質(zhì)間費(fèi)米能級(jí)的對(duì)準(zhǔn)。從本質(zhì)上來說，在催??化體系中外加電位就是從體系中移出（陽極極化）／注入（陰極極化）電子，這就必然??會(huì)導(dǎo)致體系能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。但是半導(dǎo)體內(nèi)部費(fèi)米能級(jí)相對(duì)于其導(dǎo)／價(jià)帶位置并不會(huì)??發(fā)生變化［２７］，而是由空間電荷層承擔(dān)了全部所施加的電位變化。在實(shí)際的三電極催化??體系中，存在與半導(dǎo)體電極相平行的輔助電極，假設(shè)兩者費(fèi)米能級(jí)相同，且外加偏壓??為０Ｖ時(shí)，半導(dǎo)體空間電荷層的能帶結(jié)構(gòu)與內(nèi)部相同，沒有發(fā)生變化；若向半導(dǎo)體電??極施加負(fù)電位，則存在一個(gè)由輔助電極指向半導(dǎo)體電極的電場(chǎng)使半導(dǎo)體空間電荷層能??帶向下彎曲。??６??

?第…章緒論???ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ?，．?ｐｌａｔｅ??ｒ１????＾???ＣＢ?＋?ＣＢ??ＣＢ＿ｔｉ＾?Ｉ－Ｅｐｍ??＋?Ｅ＆ｓ?—ＥＦｍ?ＥＦ?ｓ￣?－?－?－?－?－?Ｊ??ｖｂｉｍ?ｒｆｍ?＾ｗｍ?＾ｍｄ?＼??Ｖ＞０?Ｖ＝０?Ｖ＜０??圖１－６在沒有表面狀態(tài)的ｎ型半導(dǎo)體上，場(chǎng)效應(yīng)引起的能帶彎曲示意圖［３３］??Ｆｉｇ?１－６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｉｅｌｄ－ｅｆｆｅｃｔ－ｉｎｄｕｃｅｄ?ｂａｎｄ?ｂｅｎｄｉｎｇ?ｏｎ?ａｎ?ｎ－ｔｙｐｅ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｗｉｔｈ?ｎｏ??ｓｕｒｆａｃｅ?ｓｔａｔｅｓ＾３３］??對(duì)于ｐ型半導(dǎo)體，在施加負(fù)電位后，其界面處能帶結(jié)構(gòu)彎曲程度加大，空間電荷??層厚度加大，但如果進(jìn)一步使電位負(fù)移，則可能形成反型層；相反，若向半導(dǎo)體電極??施加正電位，則會(huì)使表面處能帶結(jié)構(gòu)向上彎曲，對(duì)于ｐ型半導(dǎo)體則表現(xiàn)出能帶彎曲程??度減小，空間電荷層厚度減小的現(xiàn)象。隨著施加電位越正，空間電荷層厚度逐漸減小??ｔ＇ＭｃＥｌｌｉｓｔｒｅｍ等［３３］和Ｍａ等［３４］分別通過使用ＳＰＶ和ＰＬ來測(cè)量了這種場(chǎng)效應(yīng)所引起??的能帶結(jié)構(gòu)彎曲。??＾ＳＣ?＜■＂（．?＾ｓｃ??今ｉ?ｒ?氣?Ｉ４＂??￡■〇—?＾?￡＊ｃ—?＞?￡ｃ—?／?（?一?廠（＇■■?■■■?知―、－￡？??Ａ—、、?ＯｊｍｍＦ?Ｅｒ?、－－Ｅ抓?Ｅｒ?Ｅ〇＾????￡Ｖ—?＾?■?＾ＣＶＲ?Ｅｖ—?＾?°＾Ｅ＾—?＾?Ｅｖ?善?￡ｖ—?￡ｖ—、??（ｆ）?（ｃ）?（ａ）?（ｂ）?（ｃ）?（ｄ）??逐漸ｉＫ移（陽極極化?＞????電極電位?

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3606865