基于TiO 2 （B）二维纳米片光解水产氢性能研究
发布时间：2021-05-12 03:06
自从上世纪70年代在紫外光照射下发现二氧化钛（TiO2）电极上的水光解以来,基于光催化剂的太阳能制氢研究在材料和能源领域一直是研究的热点。虽然在TiO2半导体之后发现了一些新的光催化剂,但由于其具有高光催化活性、化学稳定性、低成本、环保等优点,仍然被认为是最有前途的半导体光催化剂。为了获得较高的光催化效率,光催化剂必须具备合适的能带结构、有效的电荷分离和光生载流子的迁移途径以及足够的表面活性位点。然而,由于TiO2（锐钛矿相和金红石相）的导带位置不足以直接还原水产生氢气（H2）,通常需要负载助催化剂如铂（Pt）以提供用于水的有效质子还原位点,通过二氧化钛光生电子转移到Pt上抑制载流子（电子和空穴）的复合,从而提高Ti02的光催化产氢性能。贵金属的引入增加了 Ti02基光催化剂的成本,限制了 TiO2光催化剂的工业应用。因此采用非贵金属助催化剂提高二氧化钛的光催化性能成为光解水产氢一个重要的研究方向。TiO2（B）相由于其特殊的晶体结构,容易形成二维超薄纳米片,具有大的比表面积,丰富的Ti3+活性位点,有望实现高效光催化产氢。本论文将重点研究无贵金属助催化剂作用下基于TiO2（B）二维纳...
【文章来源】：湖北大学湖北省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 半导体光催化
1.2.1 半导体光解水产氢原理
1.2.2 半导体光催化分解水过程
1.2.3 影响半导体光催化分解水效率的因素
1.2.4 提高半导体光催化分解水活性的方法
1.3 二氧化钛在光催化产氢领域的应用
1.3.1 二氧化钛不同相态及其光催化性能
1.3.2 混合二氧化钛相(同质异质结)光催化性能
1.3.3 基于二氧化钛异质结复合材料光催化性能
1.3.4 负载助催化剂提高二氧化钛的光催化性能
1.3.5 基于二氧化钛光催化产氢领域的优势及不足
1.4 本课题研究的主要内容
第二章 实验原料及测试表征方法
2.1 实验试剂及仪器设备
2.2 实验中的测试及表征方法及参数
2.3 光解水产氢性能的测试
第三章 新型TiO_(B)纳米片及Anatase/TiO_2(B)复合纳米材料的制备及光催化性能的研究
3.1 引言
3.2 水热法制备TiO_2(B)纳米片及Anatase/TiO_2(B)复合纳米光催化材料
3.3 测试表征结果与讨论
3.3.1 相组成及比表面积分析
3.3.2 光催化光分解水产氢
3.3.3 高分辨透射电子显微镜分析
3.3.4 X射线光电子能谱分析
3.3.5 能带结构对光催化的影响
3.4 本章小结
第四章 亚纳米级Co_3O_4/TiO_2 nanosheets复合结构光解水产氢性能的研究
4.1 引言
4.2 Co_3O_4/TiO_2 nanosheets复合光催化剂的制备
4.3 测试表征结果与讨论
4.3.1 X射线衍射
4.3.2 Co_3O_4/TiO_2(B)复合结构微观形貌数据分析
4.3.3 四氧化三钴负载量及样品比表面积分析
4.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
4.3.5 光催化产氢性能
4.3.6 紫外可见漫反射(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)
4.3.7 复合结构能带排列
4.3.8 光催化反应机理
4.4 本章小结
第五章 光沉积制备M(Fe,Co,Ni)/TiO_2(B)复合结构光催化产氢性能的研究
5.1 引言
5.2 M(Fe,Co,Ni)/TiO_2(B)复合光催化剂的制备
5.3 测试表征结果与讨论
5.3.1 光催化产氢性能
5.3.2 M(Fe,Co,Ni)/TiO_2(B)复合结构微观形貌数据分析
5.3.3 X射线衍射级拉曼光谱
5.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
5.3.5 紫外可见漫反射(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)
5.3.6 光催化反应机理
5.4 本章小结
第六章 结论
6.1 全文工作总结
6.2 不足及展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
本文编号：3182611
【文章来源】：湖北大学湖北省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 半导体光催化
1.2.1 半导体光解水产氢原理
1.2.2 半导体光催化分解水过程
1.2.3 影响半导体光催化分解水效率的因素
1.2.4 提高半导体光催化分解水活性的方法
1.3 二氧化钛在光催化产氢领域的应用
1.3.1 二氧化钛不同相态及其光催化性能
1.3.2 混合二氧化钛相(同质异质结)光催化性能
1.3.3 基于二氧化钛异质结复合材料光催化性能
1.3.4 负载助催化剂提高二氧化钛的光催化性能
1.3.5 基于二氧化钛光催化产氢领域的优势及不足
1.4 本课题研究的主要内容
第二章 实验原料及测试表征方法
2.1 实验试剂及仪器设备
2.2 实验中的测试及表征方法及参数
2.3 光解水产氢性能的测试
第三章 新型TiO_(B)纳米片及Anatase/TiO_2(B)复合纳米材料的制备及光催化性能的研究
3.1 引言
3.2 水热法制备TiO_2(B)纳米片及Anatase/TiO_2(B)复合纳米光催化材料
3.3 测试表征结果与讨论
3.3.1 相组成及比表面积分析
3.3.2 光催化光分解水产氢
3.3.3 高分辨透射电子显微镜分析
3.3.4 X射线光电子能谱分析
3.3.5 能带结构对光催化的影响
3.4 本章小结
第四章 亚纳米级Co_3O_4/TiO_2 nanosheets复合结构光解水产氢性能的研究
4.1 引言
4.2 Co_3O_4/TiO_2 nanosheets复合光催化剂的制备
4.3 测试表征结果与讨论
4.3.1 X射线衍射
4.3.2 Co_3O_4/TiO_2(B)复合结构微观形貌数据分析
4.3.3 四氧化三钴负载量及样品比表面积分析
4.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
4.3.5 光催化产氢性能
4.3.6 紫外可见漫反射(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)
4.3.7 复合结构能带排列
4.3.8 光催化反应机理
4.4 本章小结
第五章 光沉积制备M(Fe,Co,Ni)/TiO_2(B)复合结构光催化产氢性能的研究
5.1 引言
5.2 M(Fe,Co,Ni)/TiO_2(B)复合光催化剂的制备
5.3 测试表征结果与讨论
5.3.1 光催化产氢性能
5.3.2 M(Fe,Co,Ni)/TiO_2(B)复合结构微观形貌数据分析
5.3.3 X射线衍射级拉曼光谱
5.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
5.3.5 紫外可见漫反射(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)
5.3.6 光催化反应机理
5.4 本章小结
第六章 结论
6.1 全文工作总结
6.2 不足及展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
本文编号：3182611
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