Sn 2 Nb 2 O 7 的制备及其光电化学性能的研究

发布时间：2021-03-07 09:01

　　在社会高速发展和不断进步的同时,环境污染严重、温室效应加剧和能源短缺的危机已经是现在必须要解决的问题。太阳能是一种清洁无污染的能源,同时又非常丰富,在提升太阳能利用率方面已经是科研工作者研究的焦点。用光电化学（PEC）技术来分解水,是一种利用太阳能转换为化学能的可行性办法,如果能够大面积使用,就能够实现清洁能源的量产。在PEC分解水的应用上,光电极有不可或缺的作用。因此,如何提高光阳极材料的PEC性能是现在研究的热点。要求实际应用到分解水的半导体材料有恰当的带隙能级,导带价带位置也要满足PEC分解水的具体要求,同时,需要提高材料的载流子浓度和传输效率,确保材料的光吸收范围满足要求,最重要的一点是这种光阳极材料在测试的电解液中不会变化、不会受到腐蚀。研究人员在材料的探索改进上做了很多科研工作。所以我们需要对已经有的半导体进行改进,同时研究更加有潜力的新型半导体材料。本文旨在研究没有在PEC领域被报道的新材料并且改善其PEC性能,选择了多元金属氧化物铌酸亚锡（Sn₂Nb₂O₇）作为研究对象,该材料有合适的光吸收范围,适合PE... 

【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光电化学水分解电池的结构

图 1-2 N 型光电化学分解水电池的工作原理示意图上图是 N 型半导体在电解液中的工作示意图，在被太阳光照射时，吸生光生载流子，空间电荷层中内电场会对它们产生一定的作用，当扩电荷层，电荷层中的成对的载流子将会分离，空穴从半导体迁移到电，和 H2O 发生氧化反应生成 O2，同时电子从半导体内部传输到外电路极上，和 H2O 发生还原反应产生 H2。这个过程发生了下面所示的反应Semiconductor hν → h e H2O 2h →12O22H 2H 2e → H2而且，我们根据热力学知识来看，半导体材料要求同时满足三个分解[17]：1．带隙能级Eg 必须大于1.23 eV。

第 2 章 实验部分13直流电压，沉积过程见图2-1。通电时间根据粉末情况决定，切断电源后，Sn2Nb2O7粉体已经均匀地出现在 FTO 的表面上，在自然环境下干燥并退火获得 Sn2Nb2O7光阳极薄膜。图 2-1 电泳沉积过程示意图2.2.2 涂抹法制备光阳极薄膜在本论文第四章中用涂抹的方法制备光电极薄膜。首先取适量的 Sn2Nb2O7粉体和少量去离子水在研钵中研磨，研磨一段时间后成糊状，用移液枪取少量混合物滴在清洗干净的 FTO 上（清洗方法同上），用洁净的玻璃棒从下至上擀一遍，留出电极连接的部分，在室温下干燥 30 min，经过高温退火后，得到 Sn2Nb2O7光阳极薄膜。2.3 实验表征2.3.1 基本物性表征（1）X 射线衍射测试在本文中，使用 X 射线衍射仪（XRD）对材料的物相结构进行检测。在进行测试时设定的参数：Cu靶Kα辐射源


本文编号：3068780