硫化铟和钒酸铋光阳极的表面形貌及其光电化学性质和应用的研究

发布时间：2021-10-28 21:00

　　人类在能源、环境和医药领域的需求日益增长,而这些需求的满足有赖于科学技术的进步。低成本、环境友好的光电化学电池技术能应用于各种光电催化领域,如水分解制取氢气、CO₂还原制备有机物、生物分子检测和有机污染物降解等。半导体光阳极是光电化学电池中的重要部分,光电催化的氧化反应在半导体光阳极表面发生,因此半导体的表面形貌会直接影响表面化学反应的速率。选择合适的制备方法和试剂,并探究半导体表面形貌的形成机理,有助于设计出具有优良的光电化学性能的半导体光阳极。本论文研究硫化铟（In₂S₃）和钒酸铋（BiVO₄）这两种常见的半导体光阳极,通过改变制备条件进行表面形貌调控,进一步提升半导体光阳极的光电化学性能,探究光阳极材料的生长机理,揭示表面形貌对光电化学性能的影响,探讨光阳极的应用。主要内容研究如下:（1）采用溶剂热法在FTO导电玻璃上制备了由弯曲纳米薄片联结组成的花状In₂S₃多孔薄膜。通过改变制备条件,包括反应时间、溶剂组成和硫脲用量,制备出由超薄弯曲纳米片相互连... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光阳极的光电催化分解水制氢原理图

.3 光电化学检测的原理在诸多物质检测方法中，光电化学检测方法灵敏度高,设备简单,易于微型化。传感器是光电化学检测方法中基于半导体的光电转化过程，确定待测物质浓度置。光电化学过程,指半导体材料或分子离子因吸收特定频率范围的光而使得电并产生光生载流子的过程。这些半导体材料或分子离子被称为光电活性材料。光电化学检测方法是基于电极-溶液界面的光诱导电子转移过程的分析方法。化学检测的半导体材料或分子离子被称为光电活性材料。具有光电活性的材料四类。（1）有机光电材料,常用的有机类光电材料,主要是高分子聚合物和有机电材料。如偶氮类分子及叶绿素类分子等。（2）无机光电材料,这类材料主要是合物构成的半导体光电材料,例如 TiO2等。（3）复合材料:复合材料可由有机光配合物光电材料与无机光电材料复合形成,也可以是两种禁带宽度不同的无机料复合形成。本论文介绍的光电化学传感器是基于无机半导体材料[11]。

第二章 实验方法的电子激发，使其跃迁到导带上，空穴则留在价带上，生电子-空穴对。此时，如果能够有效地将光生电子-空，电子为多数载流子，电子可通过外电路迁移至对电极中的还原态电解质与留在半导体价带上的空穴发生氧化向移动形成光电流，从而实现光能与电能的转换。光电产生的光电流大小。对电极薄膜进行线性扫描伏安测试、恒电位测试、电基测试。

【参考文献】：
期刊论文
[1]光电化学传感原理与应用[J]. 王娟,胡成国,胡胜水.  分析科学学报. 2015(04)

硕士论文
[1]光电化学刻蚀Pt/Si、Pd/Si电极检测草酸、抗坏血酸[D]. 李恒.山东师范大学 2015
[2]光电化学传感器的制备及其对环境污染物的检测[D]. 李雪.华中师范大学 2014
[3]醇热法制备形貌结构可控TiO2催化剂及其光催化性能研究[D]. 王少华.上海师范大学 2009



本文编号：3463341