硫化镉基复合材料的制备及其光解水制氢性能的研究
发布时间：2023-03-06 19:56
氢能因其具有清洁性和高能量密度的特点而被广泛认为是化石燃料的有效替代品。利用太阳能进行光催化制氢是一种价格低、无污染、可持续性利用的制氢技术。自从发现TiO2纳米催化剂能够进行光解水制氢反应,新型半导体催化剂的发展呈现加速趋势。在众多的半导体光催化材料中,硫化镉(CdS)因其相对较窄的带隙(2.42 e V)而受到广泛的关注,然而,单纯的CdS存在着化学稳定性差、光腐蚀严重、催化活性较低等问题,通过在CdS中引入Zn2+构建特殊结构以及修饰价格低廉的非贵金属助催化剂可以有效地提高其光解水制氢性能。因此,为了得到低价高效率的CdS基光解水制氢催化剂,本研究制备了双晶格结构的硫化锌镉(ZnxCd1-xS)固溶体并在其表面修饰了非贵金属助催化剂磷化镍(Ni2P)以及制备了核壳结构的硫化锌镉(ZnxCd1-xS)纳米棒并在其表面修饰了非贵金属助催化剂硫化钨(WS2)纳米片,并对催化剂的光解水制氢性能进行了考察,具体研究内...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 光解水制氢研究
1.2.1 光解水制氢研究背景
1.2.2 光解水制氢基本原理
1.3 光解水制氢影响因素
1.3.1 催化剂的元素组成
1.3.2 催化剂的能带结构
1.3.3 催化剂的形貌结构
1.3.4 催化剂的晶体结构
1.3.5 催化过程牺牲剂条件
1.4 光解水制氢研究进展
1.4.1 光解水制氢催化剂分类
1.4.2 硫化镉纳米催化剂材料
1.4.3 硫化镉纳米催化剂产氢性能提高的方法
1.5 本课题的研究意义及内容
2 Ni2P/Zn0.5Cd0.5S复合材料的制备及其光解水制氢性能的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器设备
2.2.2 ZnxCd1-xS固溶体的合成
2.2.3 Ni2P/ZnxCd1-xS复合材料的合成
2.2.4 Ni2P/ZnxCd1-xS复合材料的表征
2.2.5 Ni2P/ZnxCd1-xS光解水产氢性能及其稳定性测试
2.2.6 Ni2P/ZnxCd1-xS光电/电化学测试
2.3 Ni2P/ZnxCd1-xS复合材料的表征分析
2.3.1 X射线粉末衍射(XRD)分析
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 透射电子显微镜(TEM、HRTEM、STEM-EDX)
2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.3.5 紫外荧光光谱(UV-vis)分析
2.3.6 光致发光光谱(PL)分析
2.3.7 光电流效应分析
2.3.8 电化学(EIS)分析
2.4 Ni2P/ZnxCd1-xS复合材料光解水制氢性能研究
2.4.1 不同Zn/Cd摩尔比对ZnxCd1-xS固溶体产氢活性的影响
2.4.2 不同Ni2P负载量对ZnxCd1-xS固溶体产氢活性的影响
2.4.3 Ni2P/ZnxCd1-xS催化剂产氢活性的稳定性研究
2.4.4 Ni2P/ZnxCd1-xS光解水制氢机理研究
2.5 本章小结
3 WS2/CdS@ZnCdS复合材料的制备及其光解水制氢性能的研究.
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器设备
3.2.2 CdS纳米棒的合成
3.2.3 CdS@ZnCdS复合材料的合成
3.2.4 WS2纳米片的合成
3.2.5 WS2/CdS@ZnCdS复合材料的合成
3.2.6 WS2/CdS@ZnCdS复合材料的表征
3.2.7 WS2/CdS@ZnCdS光解水产氢性能及其稳定性测试
3.2.8 WS2/CdS@ZnCdS光电/电化学测试
3.3 WS2/CdS@ZnCdS复合材料的表征分析
3.3.1 X射线粉末衍射(XRD)分析
3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
3.3.3 透射电子显微镜(TEM、HRTEM、STEM-EDX)
3.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
3.3.5 Zeta电位测试分析
3.3.6 紫外荧光光谱(UV-vis)分析
3.3.7 光致发光光谱(PL)分析
3.3.8 光电流效应分析
3.3.9 电化学(EIS)分析
3.4 WS2/CdS@ZnCdS复合材料光解水制氢性能研究
3.4.1 不同Zn2+加入量对CdS纳米棒产氢活性的影响
3.4.2 不同WS2负载量对CdS@ZnCdS核壳纳米棒产氢活性的影响
3.4.3 WS2/CdS@ZnCdS催化剂产氢活性的稳定性研究
3.4.4 WS2/CdS@ZnCdS光解水制氢机理研究
3.5 本章小结
4 结论和展望
4.1 结论
4.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
个人简历
学位论文
致谢
本文编号：3757284
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 光解水制氢研究
1.2.1 光解水制氢研究背景
1.2.2 光解水制氢基本原理
1.3 光解水制氢影响因素
1.3.1 催化剂的元素组成
1.3.2 催化剂的能带结构
1.3.3 催化剂的形貌结构
1.3.4 催化剂的晶体结构
1.3.5 催化过程牺牲剂条件
1.4 光解水制氢研究进展
1.4.1 光解水制氢催化剂分类
1.4.2 硫化镉纳米催化剂材料
1.4.3 硫化镉纳米催化剂产氢性能提高的方法
1.5 本课题的研究意义及内容
2 Ni2P/Zn0.5Cd0.5S复合材料的制备及其光解水制氢性能的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器设备
2.2.2 ZnxCd1-xS固溶体的合成
2.2.3 Ni2P/ZnxCd1-xS复合材料的合成
2.2.4 Ni2P/ZnxCd1-xS复合材料的表征
2.2.5 Ni2P/ZnxCd1-xS光解水产氢性能及其稳定性测试
2.2.6 Ni2P/ZnxCd1-xS光电/电化学测试
2.3 Ni2P/ZnxCd1-xS复合材料的表征分析
2.3.1 X射线粉末衍射(XRD)分析
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 透射电子显微镜(TEM、HRTEM、STEM-EDX)
2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.3.5 紫外荧光光谱(UV-vis)分析
2.3.6 光致发光光谱(PL)分析
2.3.7 光电流效应分析
2.3.8 电化学(EIS)分析
2.4 Ni2P/ZnxCd1-xS复合材料光解水制氢性能研究
2.4.1 不同Zn/Cd摩尔比对ZnxCd1-xS固溶体产氢活性的影响
2.4.2 不同Ni2P负载量对ZnxCd1-xS固溶体产氢活性的影响
2.4.3 Ni2P/ZnxCd1-xS催化剂产氢活性的稳定性研究
2.4.4 Ni2P/ZnxCd1-xS光解水制氢机理研究
2.5 本章小结
3 WS2/CdS@ZnCdS复合材料的制备及其光解水制氢性能的研究.
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器设备
3.2.2 CdS纳米棒的合成
3.2.3 CdS@ZnCdS复合材料的合成
3.2.4 WS2纳米片的合成
3.2.5 WS2/CdS@ZnCdS复合材料的合成
3.2.6 WS2/CdS@ZnCdS复合材料的表征
3.2.7 WS2/CdS@ZnCdS光解水产氢性能及其稳定性测试
3.2.8 WS2/CdS@ZnCdS光电/电化学测试
3.3 WS2/CdS@ZnCdS复合材料的表征分析
3.3.1 X射线粉末衍射(XRD)分析
3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
3.3.3 透射电子显微镜(TEM、HRTEM、STEM-EDX)
3.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
3.3.5 Zeta电位测试分析
3.3.6 紫外荧光光谱(UV-vis)分析
3.3.7 光致发光光谱(PL)分析
3.3.8 光电流效应分析
3.3.9 电化学(EIS)分析
3.4 WS2/CdS@ZnCdS复合材料光解水制氢性能研究
3.4.1 不同Zn2+加入量对CdS纳米棒产氢活性的影响
3.4.2 不同WS2负载量对CdS@ZnCdS核壳纳米棒产氢活性的影响
3.4.3 WS2/CdS@ZnCdS催化剂产氢活性的稳定性研究
3.4.4 WS2/CdS@ZnCdS光解水制氢机理研究
3.5 本章小结
4 结论和展望
4.1 结论
4.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
个人简历
学位论文
致谢
本文编号：3757284
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3757284.html
教材专著
