日益枯竭的化石能源和以化石能源為基礎(chǔ)的工業(yè)化造成的污染，使人類(lèi)對(duì)清潔可再生能源要求越來(lái)越緊迫。作為清潔能源的代表，太陽(yáng)能和氫能受到廣泛的關(guān)注。太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，而利用光催化半導(dǎo)體在太陽(yáng)光輻照下光催化分解水制取氫氣是實(shí)現(xiàn)由太陽(yáng)能到氫能轉(zhuǎn)化的有效途徑之一。樹(shù)葉的光合作用作為人工光合作用的藍(lán)本，在反應(yīng)機(jī)理上，通過(guò)葉綠體中的自然Z型光合作用反應(yīng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的吸收和轉(zhuǎn)化。在結(jié)構(gòu)上，納米層狀的類(lèi)囊體堆棧、緣晶狀的表皮細(xì)胞、柵欄組織、無(wú)規(guī)則海綿組織和多孔葉脈共同構(gòu)成的樹(shù)葉分級(jí)結(jié)構(gòu)能高效捕獲入射光線。寬帶鳳蝶的黑色蝶翅同樣是通過(guò)蝶翅鱗片的周期性結(jié)構(gòu)和色素成分的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)陽(yáng)光的高效吸收利用。其反V型的脊及亞波長(zhǎng)的納米孔陣列對(duì)光波的散射漫反射作用能降低對(duì)光的反射。啟迪于自然光合作用以及黑色蝶翅通過(guò)結(jié)構(gòu)和組分的耦合作用高效利用太陽(yáng)光，本文將人工Z型光合體系與生物分級(jí)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，構(gòu)筑生物分級(jí)構(gòu)造CdS/Au/TiO₂Z型反應(yīng)光解水體系用于光催化分解水產(chǎn)氫。實(shí)驗(yàn)分別選取了樹(shù)葉模板和黑色蝶翅模板合成生物分級(jí)結(jié)構(gòu)CdS/Au/TiO₂Z型光解水體系，并比較了... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 自然光合作用和人工光合作用的 Z 型反應(yīng)原理
    1.3 人工 Z 型光合作用體系
        1.3.1 含電子介體的 Z 型光解水體系
        1.3.2 無(wú)電子介體的 Z 型光解水體系
        1.3.3 影響 Z 型光催化性能的因素
    1.4 啟迪于自然的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    1.5 選題的意義及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 選題意義及研究目的
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 樹(shù)葉結(jié)構(gòu) CdS/Au/N-TiO_2制備與性能研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 原始樹(shù)葉的保存及形貌表征
        2.2.2 合成方法
        2.2.3 表征方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 原始晚櫻樹(shù)葉的形貌
        2.3.2 N-TiO_2的形貌表征
        2.3.3 CdS/Au/N-TiO_2的形貌與物相表征
        2.3.4 CdS/Au/N-TiO_2的性能表征
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 蝶翅結(jié)構(gòu) CdS/Au/TiO_2的制備與性能研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與制備
        3.2.2 表征方法
        3.2.3 FDTD 模擬計(jì)算
    3.3 主要結(jié)果與討論
        3.3.1 原始蝶翅的選取
        3.3.2 原始寬帶鳳蝶蝶翅的表征
        3.3.3 物相分析
        3.3.4 蝶翅結(jié)構(gòu) TiO_2的形貌表征
        3.3.5 FDTD 模擬計(jì)算
        3.3.6 蝶翅結(jié)構(gòu) CdS/Au/WA-TiO_2的形貌及光解水性能表征
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 結(jié)論
附錄
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號(hào)：3468014