氧化亚铜和钒酸铋光电极的制备及其光电化学分解水性能研究
发布时间：2020-12-15 19:32
随着工业化进程的加快和人口的急速增长,人类正面临严峻的能源短缺和环境恶化的危机。太阳能作为一种新能源,具有清洁、高效、可再生等优势,光电化学技术可以将太阳能加以合理利用,而合适的半导体材料在光电化学中发挥着重要的作用,其中,过渡金属氧化物半导体材料比较常见,如Cu2O和BiVO4。Cu2O具有合适的带隙、光响应好、价格低廉等优势在光电化学领域受到广泛关注,但由于在电解液中易发生光腐蚀且光电性能较低,限制了它的应用,本论文通过修饰手段,提高了Cu2O光电极的光电性能和光稳定性。此外,还制备出了多孔的BiVO4薄膜光电极,最后为了提高光转换效率,设计出串联器件,具体的研究工作如下:（1）通过化学浴沉积法原位制备Cu2O纳米线光电极,实验结果表明,当煅烧温度为600℃,煅烧时间为4h,制备的Cu/Cu2O纳米线光电极的光电流密度最大,在模拟太阳光,相对于可逆氢电势为0V时,产生的光电流密度为4.02mA/cm2。（2）...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PEC池的结构示意图
图 1.3 pH=0，相对于 NHE 和真空能级下，半导体材料的能带位置示意图[5除了上述的合适的禁带宽度、导带、价带位置外，影响 PEC 分解水性因素还有光照激发后产生的光生电子-空穴对的多少、迁移速率和分离效率1.3 Cu2O 概述[6]Cu2O 是一种典型的 p 型半导体，带隙为 2eV，在模拟太阳光的照射下应的理论光电流为-14.7mA/cm2，光电转换效率为 18%[7]。目前，Cu2O 已化分解水[8, 9]、降解有机污染物[10]、太阳能电池[11]、传感器[12]、有机合成[1氧化[14]等领域得到了广泛应用，是一种非常有潜力的 PEC 光电极材料。1.3.1 Cu2O 光电极的制备方法1.3.1.1 电化学法电化学法是通过电解质将两个或多个电极分开，并在电极间传递电流来光电极的方法[15]。此方法操作简单，可以制备纳米线、薄膜等形貌结构的光
第 1 章 绪论此外，在 Cu2O 光电极表面修饰碳不仅可以提高光电流，也可以有效地抑Cu2O 的光腐蚀。Hou 等[34]在 Cu2O 表面沉积石墨烯和 Au-Cu 作为助催化剂，备了 Cu/Cu2O 纳米线/石墨烯/Au-Cu 复合光电极（如图 1.4 所示），在模拟太光照射下，与纯 Cu2O 和 Cu2O/石墨烯光电极相比，Cu/Cu2O 纳米线/石墨烯/Au-复合光电极具有更大的光电流，电荷得到了更加有效的分离。Zhang 等[36]在 Cu2纳米线外沉积碳，制备了 Cu/Cu2O 纳米线/C 复合光电极，并测试了其 PEC 性能实验结果表明，当碳层厚度为 20nm 时，复合光电极表现出较好的 PEC 性能在模拟太阳光照射下，当施加偏压为 0V vs.RHE 时，光电流达到了–3.95mA/cm在光稳定性测试中，相对于纯 Cu2O，具有碳层保护的 Cu2O 光电极的光稳定也大大增强。最新的一项研究中，Yu 等[46]先合成了 Cu(OH)2纳米管，随后将
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于氧化亚铜光电极的制备及其光电化学性能的研究进展[J]. 付星晨,颜德健,刘冀锴. 化工进展. 2018(01)
博士论文
[1]氧化铁光电极的改性及光电催化分解水性能研究[D]. 邓久军.苏州大学 2016
本文编号：2918796
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PEC池的结构示意图
图 1.3 pH=0，相对于 NHE 和真空能级下，半导体材料的能带位置示意图[5除了上述的合适的禁带宽度、导带、价带位置外，影响 PEC 分解水性因素还有光照激发后产生的光生电子-空穴对的多少、迁移速率和分离效率1.3 Cu2O 概述[6]Cu2O 是一种典型的 p 型半导体，带隙为 2eV，在模拟太阳光的照射下应的理论光电流为-14.7mA/cm2，光电转换效率为 18%[7]。目前，Cu2O 已化分解水[8, 9]、降解有机污染物[10]、太阳能电池[11]、传感器[12]、有机合成[1氧化[14]等领域得到了广泛应用，是一种非常有潜力的 PEC 光电极材料。1.3.1 Cu2O 光电极的制备方法1.3.1.1 电化学法电化学法是通过电解质将两个或多个电极分开，并在电极间传递电流来光电极的方法[15]。此方法操作简单，可以制备纳米线、薄膜等形貌结构的光
第 1 章 绪论此外，在 Cu2O 光电极表面修饰碳不仅可以提高光电流，也可以有效地抑Cu2O 的光腐蚀。Hou 等[34]在 Cu2O 表面沉积石墨烯和 Au-Cu 作为助催化剂，备了 Cu/Cu2O 纳米线/石墨烯/Au-Cu 复合光电极（如图 1.4 所示），在模拟太光照射下，与纯 Cu2O 和 Cu2O/石墨烯光电极相比，Cu/Cu2O 纳米线/石墨烯/Au-复合光电极具有更大的光电流，电荷得到了更加有效的分离。Zhang 等[36]在 Cu2纳米线外沉积碳，制备了 Cu/Cu2O 纳米线/C 复合光电极，并测试了其 PEC 性能实验结果表明，当碳层厚度为 20nm 时，复合光电极表现出较好的 PEC 性能在模拟太阳光照射下，当施加偏压为 0V vs.RHE 时，光电流达到了–3.95mA/cm在光稳定性测试中，相对于纯 Cu2O，具有碳层保护的 Cu2O 光电极的光稳定也大大增强。最新的一项研究中，Yu 等[46]先合成了 Cu(OH)2纳米管，随后将
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于氧化亚铜光电极的制备及其光电化学性能的研究进展[J]. 付星晨,颜德健,刘冀锴. 化工进展. 2018(01)
博士论文
[1]氧化铁光电极的改性及光电催化分解水性能研究[D]. 邓久军.苏州大学 2016
本文编号：2918796
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