ZnO/CdS纳米阵列光解水制氢效率的研究

发布时间：2021-11-26 08:01

　　氢能作为二次能源,具有绿色清洁、能量高、可贮存、运输等诸多优点,是新世纪最理想的一种无污染绿色能源。光催化制备氢气为低成本生产氢气提供了可能。在众多半导体光催化材料中,CdS具有很窄的禁带宽度（2.4 eV）,可以吸收利用可见光,同时又具有合适的阴极平带电位。ZnO作为直接带隙半导体,电子的迁移率和导带能级都很高,尤其是一维ZnO纳米棒阵列光散射效应使它的光吸收增加,并且合成方法简便。将ZnO、CdS复合构建type-II型异质结光催化剂最大限度的发挥了两者的优势,但ZnO/CdS异质结光催化制备氢气的效率和稳定性偏低制约其进一步的发展和应用。本论文在综述国内外ZnO/CdS异质结光催化剂的研究基础上,提出了通过优化化学浴沉积技术并采用一定退火技术来提高ZnO/CdS纳米阵列光催化制备氢气效率及稳定性。本论文通过水热法在FTO导电玻璃表面制备出超长的Zn O纳米阵列薄膜;化学浴沉积法在ZnO纳米阵列表面沉积一层致密的CdS纳米颗粒层,制备出ZnO/CdS纳米阵列异质结;采用了XRD、SEM、TEM、EDS表征纳米阵列的相组成、元素组成、形貌结构;采用UV-vis、PL表征了纳米阵列的透... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

半导体能带结构及光解水氧化还原电位图

另一方面对于那些不符合要求的材料可以通牺牲剂等方式进行改性[23-26]。的瓶颈之一在于电子空穴对之间非常强的静其复合时间在纳秒范围之内[27]。对于电子-空化剂、晶面异质结或构建 type-II 型异质结等催化剂往往是 Pt、Pd 这类贵金属，因为其具用，加速了电子的转移并使还原反应更容易进过高，不易大规模的生产应用；晶面异质结的排列方式、生长速率不同，使得各个晶面的费，控制晶面比例或氧化面、还原面的比例有利的分离效率，但各个晶面之间的能级差别并不穴的还原、氧化能力的影响效果并不大。[29]

ZnO/CdS 纳米阵列光解水性能的研究O 的晶体结构 的结构主要分为四方结构、立方闪锌矿结构和六方纤锌矿结构三种，在一这三种晶体结构之间可以相互转换。自然条件下，ZnO 的热力学稳定相是结构。在室温条件下，给 ZnO 加压至 9 GPa 左右时，ZnO 可从六方相结相结构，与 NaCl 晶体结构相同[55]。其中六角纤锌矿结构的 ZnO，晶格常m、c=0.520nm。该结构没有对称中心，生长过程中具有强烈的（0001）面叫 c 轴择优取向。在立方晶体结构的衬底上，可以制得亚稳态立方闪晶体]。如图下图 1.3 所示的图形，从左到右分别为 ZnO 的立方 NaCl 结构、立和六方纤锌矿结构三种类型。

【参考文献】：
期刊论文
[1]日本氢能源技术发展战略及启示[J]. 梁慧.  国际石油经济. 2016(08)
[2]世界氢能炙手可热 中国氢能蓄势待发[J]. 毛宗强.  太阳能. 2016(07)
[3]中国制造2025——能源装备实施方案[J].   中国产经. 2016(06)



本文编号：3519724