鑒于全球不可再生能源的日漸消耗和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,開發(fā)既不依賴化石燃料又不排放二氧化碳的可再生能源勢在必行。作為可持續(xù)清潔能源的太陽能是人們賴以生存的萬物之源,而在眾多能源轉(zhuǎn)換利用的途徑中,光電催化分解水被視為一種較有前途的利用太陽能進行人工光合作用的方法。同時,為了高效利用和轉(zhuǎn)化太陽能,半導(dǎo)體光電催化材料起著至關(guān)重要的作用。對于多相光電解水反應(yīng),其性能主要取決于材料的界面性質(zhì)。其中,構(gòu)建異質(zhì)結(jié)來優(yōu)化材料的界面工程是一種有效的方法。通過復(fù)合其他納米材料來改善電極的能帶結(jié)構(gòu),從而促進不同組件之間的電荷轉(zhuǎn)移。本論文針對硫族鋅基化合物和錫基化合物的復(fù)合材料進行設(shè)計,系統(tǒng)探究其光電催化性能,揭示了形貌、界面異質(zhì)結(jié)構(gòu)對光捕獲、載流子傳輸與光電催化性能的影響。主要研究內(nèi)容如下:（1）通過自模板法-水熱法制備了具有三維中空結(jié)構(gòu)的三元Au-SnS2/ZnS作為光電電化學(xué)分解水的光陽極。通過自模板法-水熱法制備了層片狀自組裝的SnS2/ZnS三維中空結(jié)構(gòu),研究了富相異質(zhì)界面處電荷的傳輸性能。通過調(diào)控比例可得到不同形貌的復(fù)合材料,結(jié)合SEM形貌表征和XRD成分表征分析,可以得到最佳配比的3D中空結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985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１－３在基板上涂覆半導(dǎo)體作為光電陽極用于ＰＥＣ水的分裂［１（）］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ?ｃｏａｔｅｄ?ｏｎ?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?ａｓ?ｐｈｏｔｏａｎｏｄｅ?ｆｏｒ?ＰＥＣｗａｔｅｒ?ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）１０】??

￣?（ｃ）?６?＾??ｉ?ｎ?ｔ?ｎ?ｆ＾ｚｚｚｚｚｚｚｚｚｚｉ．??｜?ＣＢ?ＣＢ?ＣＢ??叫?ｅ－?ＣＢ?Ｈ－／Ｈ，??Ｉ?ｆ?ｈｖ?１．２３Ｖ?￣￣個?Ｉ?Ｈ??ｈｖ?１＊２３?Ｖ?｜?，?個?１２３?Ｖ?１??ｖｓ??，■?Ｊ?：?ｖｂ?：?ｖａ?—????Ｐｈｏｔｏａｎｃｘｌｉｇ?Ｃｏｕｎｔｅｒ?ＰｈｏｔＣＨ：ａｔｌｉｏｄｅ?Ｃｏｕｎｔｅｆ?＾ｈｏｔｏｃａｔｉＫｓｄ＆??ｅｔｅｃｔｒｏｄ＃?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ??圖１－２?（ａ）光電陽極，（ｂ）光電陰極和（ｃ）光電陽極和光電陰極串聯(lián)配置Ｍ??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?ＰＥＣ?ｗａｔｅｒｓｐｌｉｔｔｉｎｇ?ｕｓｉｎｇ?（ａ）?ａ?ｐｈｏｔｏａｎｏｄｅ，?（ｂ）?ｐｈｏｔｏｃａｔｈｏｄｅ?ａｎｄ?（ｃ）?ｐｈｏｔｏａｎｏｄｅ?ａｎｄ??ｐｈｏｔｏｃａｔｈｏｄｅ?ｉｎ?ｔａｎｄｅｍ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＾１０］??１．２．２．１光電陽極??光電陽極主要發(fā)生水氧化現(xiàn)象，即ＯＥＲ過程。該反應(yīng)是許多能量轉(zhuǎn)換技術(shù)??的關(guān)鍵反應(yīng)，如電解器、再生燃料電池、金屬空氣電池和光電化學(xué)電池。ＯＥＲ是??“上坡反應(yīng)”，四個電子的轉(zhuǎn)移需要較高的能量，是光電催化分解水效率提升的??阻礙。如圖１－３所示，在光電陽極端產(chǎn)生０２。實驗證實，Ｉｒ／ｒｕ基氧化物是性能優(yōu)??異的ＯＥＲ催化劑ｔ１１］。??ｇ￣??二Ｃ?ｒ??ＣＢ??ｍ／ｎ２??Ｉ?ｌ?＾??仰Ｚ?〇卵??Ｐｔｌ￡！ｔＤＩ３２Ｉｉ＾｛ｋ?Ｃ〇ＱＱｌ￡ｉｒ?ｃＳｃＣｔＴＯｉｋ??圖１－３在基板上涂覆半導(dǎo)體作為光電陽極用于ＰＥＣ水的分裂［１（）］??Ｆｉｇｕｒｅ?１

?第１章緒論???個半反應(yīng)，一般針對光電陽極的析氧反應(yīng)的提升，光電陰極部分一般用的是鉬（Ｐｔ）。??１?１｜???圖１－４光電陰極產(chǎn)氫原理圖［１２：??圖?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏｃａｔｈｏｄｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ＾１２］??１．２．２．３參比電極??在ＰＥＣ測試中，為了在一個明確的電化學(xué)尺度上測量電勢，通常是與普通??氫電極（ＮＨＥ）相比，參比電極（ＲＥ）是必需的。常用Ａｇ／ＡｇＣｌ參比電極。注意，帶??有飽和氯化鉀的Ａｇ／ＡｇＣｌ參比電極與高氯酸（ＨＣ１０４）電解質(zhì)不兼容，因為ＫＣｌ〇４??會在其中產(chǎn)生沉淀。Ａｇ／ＡｇＣｌ參考電極通�？捎糜诖蠓秶模穑戎等芤�，然而，??長時間浸泡在堿性溶液中會損傷電極熔塊。由于實驗室中可能使用幾種不同的??ＲＥ，它們的電位可能隨時間變化，因此測量電位并驗證每個單獨的ＲＥ電位是否??穩(wěn)定是比較結(jié)果的重要方法。??為了進行校準(zhǔn)，使用慢電流電位掃描（例如，來掃描Ｈ２飽和電解質(zhì)??中析氫／氧化的預(yù)設(shè)電壓范圍。雖然ＰＥＣ電極在室溫下進行表征，但可能會發(fā)生??溫度漂移（例如燈加熱），從而改變參考電極的電勢。??１．２．２．４電解質(zhì)??可逆氫電極（ＲｅｖｅｒｓｉｂｌｅＨｙｄｒｏｇｅｎＥｌｅｃｔｒｏｄｅ，ＲＨＥ）的電位取決于電解質(zhì)的ｐＨ??值（或者更嚴(yán)格地說，取決于氫的活性）。用高純度去離子水稀釋濃溶液，可制備??特定濃度的電解質(zhì)，以最大限度地減少污染物。在測試之前，向電解液中通入１０??ｍｉｎ的惰性氣體（如氬氣或氮氣），該步驟可以有效去除溶解在溶液中的氧。反應(yīng)??５??


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