钛酸锶基系列材料光电催化裂解水产氢
发布时间：2023-08-10 20:50
随着经济社会的发展,自然环境正在被大肆破坏,与此同时作为主要能源的煤、石油、天然气等资源也逐步枯竭,因此,兼具绿色清洁、转化效率高等特点的新型能源具有广阔的研究前景。研究表明,燃料电池拥有高达60%的转化效率,且原材料为二次能源氢能,这表明其有望成为一种新型可替代绿色能源。而在燃料电池中,氢气的制备是最重要的一环,而光电催化裂解水产氢为当前最具有前景的制氢方案。因此本文以SrFexTi1-xO3-δ体系材料为研究对象,通过光催化材料的选择、光电催化体系的搭建及光催化材料性能的测试,探讨各自的性能调控机制。主要内容和结论如下:本实验采用高能球磨法制备合成了纳米级的SrFexTi1-xO3-δ(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)半导体光催化材料,并对其部分材料进行XRD、TEM表征,结果表明合成的SrTiO3平均粒径为18.44nm和SrFeO3-δ平均粒径为14.58nm,材料分布均匀、晶形结构完好;...
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 氢气制备技术
1.2.1 传统制氢技术
1.2.2 新型获氢技术
1.3 光催化
1.3.1 光催化发展历程
1.3.2 光催化体系
1.4 研究目的与内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.5 论文安排
第二章 光电催化裂解水原理及研究现状综述
2.1 光电催化原理
2.1.1 半导体/电解液界面理论
2.1.2 Mott-Schottky理论及平带电位
2.1.3 裂解水产氢机理
2.2 光电催化体系
2.2.1 产氢体系设施发展
2.2.2 产氢体系分立结构
2.3 光催化材料及合成工艺综述
2.3.1 光催化材料
2.3.2 钙钛矿光催化材料及合成工艺
2.3.3 光电极制备工艺
2.4 材料微观测试技术与原理
2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
2.4.2 透射电子显微镜(TEM)
2.4.3 紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)
2.4.4 光致发光光谱(PL)
2.5 光电化学性能测试及量子效率计算
2.5.1 电化学性能测试
2.5.2 量子效率计算
2.6 小结
第三章 实验设计与实施
3.1 实验仪器及主要药品
3.2 光催化材料合成及表征
3.2.1 材料合成
3.2.2 材料表征
3.3 光电极的制备及PEC体系搭建
3.3.1 光电极制备
3.3.2 半导体光电极
3.3.3 PEC体系搭建
3.4 裂解水电化学性能测试
3.4.1 开路电压测试
3.4.2 无光和LED光照Mott-Schottky曲线测试
3.4.3 无光和LED光照电流-时间(i-t)曲线测试
3.4.4 产氢测试
3.5 小结
第四章 结果与讨论
4.1 材料微观表征
4.1.1 XRD分析
4.1.2 TEM分析
4.2 反应体系条件优化
4.2.1 光源
4.2.2 光催化材料的吸收光谱
4.2.3 反应液浓度对电化学性能影响分析
4.3 光催化材料裂解水电化学性能
4.3.2 开路电压
4.3.3 无光和LED光照Mott-Schottky曲线
4.3.4 无光和LED光照i-t曲线
4.3.5 产氢测试结果分析及量子效率计算
4.3.6 量子效率计算
4.4 禁带宽度测试及计算
4.4.1 紫外可见漫反射光谱测试
4.4.2 光致发光光谱测试
4.4.3 禁带宽度计算
4.5 SrFeO3-δ产氢机理分析
4.6 小结
第五章 总结和展望
5.1 总结
5.2 本论文创新点
5.3 前景展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3841193
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 氢气制备技术
1.2.1 传统制氢技术
1.2.2 新型获氢技术
1.3 光催化
1.3.1 光催化发展历程
1.3.2 光催化体系
1.4 研究目的与内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.5 论文安排
第二章 光电催化裂解水原理及研究现状综述
2.1 光电催化原理
2.1.1 半导体/电解液界面理论
2.1.2 Mott-Schottky理论及平带电位
2.1.3 裂解水产氢机理
2.2 光电催化体系
2.2.1 产氢体系设施发展
2.2.2 产氢体系分立结构
2.3 光催化材料及合成工艺综述
2.3.1 光催化材料
2.3.2 钙钛矿光催化材料及合成工艺
2.3.3 光电极制备工艺
2.4 材料微观测试技术与原理
2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
2.4.2 透射电子显微镜(TEM)
2.4.3 紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)
2.4.4 光致发光光谱(PL)
2.5 光电化学性能测试及量子效率计算
2.5.1 电化学性能测试
2.5.2 量子效率计算
2.6 小结
第三章 实验设计与实施
3.1 实验仪器及主要药品
3.2 光催化材料合成及表征
3.2.1 材料合成
3.2.2 材料表征
3.3 光电极的制备及PEC体系搭建
3.3.1 光电极制备
3.3.2 半导体光电极
3.3.3 PEC体系搭建
3.4 裂解水电化学性能测试
3.4.1 开路电压测试
3.4.2 无光和LED光照Mott-Schottky曲线测试
3.4.3 无光和LED光照电流-时间(i-t)曲线测试
3.4.4 产氢测试
3.5 小结
第四章 结果与讨论
4.1 材料微观表征
4.1.1 XRD分析
4.1.2 TEM分析
4.2 反应体系条件优化
4.2.1 光源
4.2.2 光催化材料的吸收光谱
4.2.3 反应液浓度对电化学性能影响分析
4.3 光催化材料裂解水电化学性能
4.3.2 开路电压
4.3.3 无光和LED光照Mott-Schottky曲线
4.3.4 无光和LED光照i-t曲线
4.3.5 产氢测试结果分析及量子效率计算
4.3.6 量子效率计算
4.4 禁带宽度测试及计算
4.4.1 紫外可见漫反射光谱测试
4.4.2 光致发光光谱测试
4.4.3 禁带宽度计算
4.5 SrFeO3-δ产氢机理分析
4.6 小结
第五章 总结和展望
5.1 总结
5.2 本论文创新点
5.3 前景展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3841193
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3841193.html
