分子钴催化剂在半导体钒酸铋表面的光电催化性能研究

发布时间：2023-01-30 14:05

　　目前,全球能源供应的重要组成部分是化石能源,然而,化石燃料的持续使用也造成了严重的环境问题,如空气污染和温室效应。因此找到一种清洁的、环保的可再生能源已经成为了人类的迫切需求。开发利用太阳能显然是最可行的长期解决方案。人工模拟光合作用,可以有效地利用和储存太阳能,将太阳能转换成化学能。有效实现人工光合作用的一个途径是建立能吸收可见光的光电化学电池,其中在阳极发生水氧化反应产生质子和氧气,在阴极发生氢还原或者二氧化碳还原。光电化学电池中,光阳极的析氧反应是实现人工光合作用的瓶颈,因为它涉及多个电子和质子的转移,需要很高的活化能。因此,在广泛使用这种技术之前需要克服的障碍之一是开发稳定和高效的光电阳极。本文两种分子钴配合物修饰到BiVO₄电极表面,作为光阳极,用于光电化学分解水制氢体系。Co（salophen）配合物由于疏水作用可直接吸附到多孔BiVO₄电极上制备分子催化剂/半导体混合光阳极（Co1/BiVO₄和Co2/BiVO₄）。在中性（pH=7.0）条件下,考察了复合电极的光电催化性能,结果表明,... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
引言
    1.1 光合作用
        1.1.1 自然界的光合作用
        1.1.2 人工光合作用
        1.1.3 水氧化体系及释氧中心(OEC)
    1.2 光催化水氧化体系
        1.2.1 光催化水氧化体系
        1.2.2 钒酸铋的简介
    1.3 分子水氧化反应催化体系
        1.3.1 多相催化剂与均相催化剂
        1.3.2 分子水平水氧化催化剂的催化机理
        1.3.3 含Co非贵金属水氧化催化剂
        1.3.4 含Co4O_4中心结构催化剂
        1.3.5 BiVO_4/催化剂复合光阳极
    1.4 本文的选题背景和依据
第2章 分子钴催化剂修饰钒酸铋电极的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 分析测试仪器
        2.2.2 主要原料
        2.2.3 光敏剂钒酸铋的制备
        2.2.4 分子催化剂Co-salophen的合成
        2.2.5 复合阳极Co(salophen)/BiVO_4的制备
        2.2.6 电化学和光电化学方法
        2.2.7 表征
    2.3 结果和讨论
        2.3.1 光电阳极的表征
        2.3.2 复合光阳极的光电化学性能研究
        2.3.3 IMPS的表面动力学
        2.3.4 PCE稳定性的测试
        2.3.5 真正的催化剂或催化剂前体
    2.4 本章小结
第3章 探究十六氟酞菁钴促进H_2O氧化和CO_2还原的电催化性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 分析测试仪器
        3.2.2 主要原料
        3.2.3 复合阳极CoF16Pc/BiVO_4的制备
        3.2.4 电化学和光电化学方法
        3.2.5 表征
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 CoF_(16)Pc/BiVO_4复合电极表征
        3.3.2 光阳极性能的研究
        3.3.3 光阴极性能的研究
    3.4 本章小结
第4章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况



本文编号：3733145