镍/碳化硅纳米线复合电极的制备及其光电催化性能研究

发布时间：2021-01-03 16:42

　　3C-SiC半导体材料具有理想的带隙（Eg=2.39 eV）和高的物理化学稳定性,是理想的新型光电催化分解水制氢材料之一,受到了不少科研工作者的关注。鉴于金属或其化合物与半导体的异质结纳米材料具有新颖的结构、独特的光电特性,可以有效促进电子-空穴的分离,提高半导体的光电催化活性。本文采用碳热还原法在石墨纸基底上生长SiC纳米线,并通过电沉积法制备了Ni/SiC、Ni₃S₂/SiC纳米线异质结构薄膜复合电极,并研究其光电催化分解水制氢的性能。本文以可膨胀石墨为碳源,金属硅粉为硅源,采用碳热还原法在石墨纸基底上生长SiC纳米线,制备了3C-SiC纳米线薄膜;并通过恒电流沉积法在碳化硅纳米线薄膜上沉积金属镍及其化合物,制备了Ni/SiC、Ni₃S₂/SiC纳米线薄膜复合电极。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计等仪器表征了产物的形貌、微观结构和成分等信息。研究了其光电催化性能,并对复合电极的催化机理进行了初步讨论,得到的主要结论如下:通过恒电流沉积法成功制备了Ni/SiC纳米线薄膜。... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 碳化硅的晶体结构与性质
        1.2.1 碳化硅的晶体结构
        1.2.2 碳化硅的性质
    1.3 碳化硅纳米材料的制备
        1.3.1 一维碳化硅纳米材料的制备
            1.3.1.1 碳热还原法
            1.3.1.2 模板法
            1.3.1.3 电弧放电法
            1.3.1.4 激光烧蚀法
            1.3.1.5 化学气相沉积法
        1.3.2 SiC纳米线薄膜的制备
    1.4 碳化硅的光催化及光电催化研究进展
        1.4.1 碳化硅的光电催化
        1.4.2 改性碳化硅的光电催化
            1.4.2.1 构建异质结
            1.4.2.2 离子掺杂
            1.4.2.3 贵金属负载
    1.5 课题研究的意义、目的与内容
        1.5.1 课题研究的意义与目的
        1.5.2 课题研究内容
    参考文献
第二章 实验及测试方法
    2.1 实验原料及试剂
    2.2 实验设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 石墨纸基底SiC纳米线薄膜的制备
        2.3.2 复合电极的制备
            2.3.2.1 实验装置
            2.3.2.2 电沉积过程
            2.3.2.3 Ni/SiC复合电极的制备
3S₂/SiC复合电极的制备">            2.3.2.4 Ni₃S₂/SiC复合电极的制备
    2.4 测试与表征
        2.4.1 X射线衍射分析（XRD）
        2.4.2 场发射扫描电子显微镜（FESEM）
        2.4.3 X射线能谱（EDS）
        2.4.4 紫外可见分光光度计（Uv-vis）
        2.4.5 光电催化性能表征
第三章 Ni/SiC纳米线复合电极的制备及其光电催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 Ni/SiC纳米线薄膜的结构特性
        3.3.2 不同沉积时间对产物形貌的影响
        3.3.3 Ni/SiC纳米线薄膜的光电催化性能研究
        3.3.4 Ni/SiC纳米线薄膜光电催化的机理探讨
    3.4 本章小结
    参考文献
3S₂/SiC纳米线复合电极的制备及其光电催化性能研究">第四章 Ni₃S₂/SiC纳米线复合电极的制备及其光电催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 实验结果与分析
3S₂/SiC纳米线薄膜的结构特性">        4.3.1 Ni₃S₂/SiC纳米线薄膜的结构特性
        4.3.2 不同沉积时间对产物形貌的影响
3S₂/SiC纳米线薄膜的光电催化析氢性能研究">        4.3.3 Ni₃S₂/SiC纳米线薄膜的光电催化析氢性能研究
3S₂/SiC纳米线薄膜光电催化的机理探讨">        4.3.4 Ni₃S₂/SiC纳米线薄膜光电催化的机理探讨
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
攻读硕士学位期间发表的论文及申请的专利情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]硼掺杂SiC的制备、表征及其可见光分解水产氢性能（英文）[J]. 董莉莉,王英勇,童希立,靳国强,郭向云.  物理化学学报. 2014(01)
[2]Preparation and Photoelectric Conversion Mechanism of Semiconducting ITO/Cu2O Electrodes[J]. WANG Hua, HE Wei, WANG Hui-xiu,WANG Shou-xu School of Microelectronics and Solid-State Electronics, University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054 China.  Journal of Electronic Science and Technology of China. 2006(02)
[3]电弧放电法制备SiC纳米丝的实验研究[J]. 吴旭峰,凌一鸣.  真空科学与技术学报. 2005(01)
[4]太阳能制氢技术[J]. 倪萌,M K H Leung,K Sumathy.  可再生能源. 2004(03)
[5]采用碳纳米管制备的碳化硅纳米晶须研究[J]. 韩伟强,范守善,李群庆,顾秉林,俞大鹏.  无机材料学报. 1997(06)

博士论文
[1]二氧化钛基纳米复合材料修饰阳极及其光催化辅助电解水制氢性能研究[D]. 何洪波.华东理工大学 2013



本文编号：2955144