ZnS@ZnO异质结构和硫铟锌基固溶体的制备及光催化性能

发布时间：2023-04-27 03:49

　　合成异质结构与固溶体是促进电荷分离效率、提高光催化产氢性能的两种方式。本论文通过合成二维ZnS@ZnO异质结构以及Zn_1-xCr_xIn₂S₄固溶体,探究这两种结构对光催化产氢性能的影响。(1)以ZnO纳米片为模板,以Na₂S为硫源,通过简单的水热法制备具有高度有序ZnO核和高度无序ZnS壳层的二维Z体系ZnS@ZnO异质结构,并成功引入了间隙锌,用于光催化分解水产氢。通过透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析得到,合成的ZnS@ZnO复合材料为核壳结构,而且其内部为高度有序的ZnO核,外部被高度无序的ZnS壳层包覆,这种结构可以促进电荷载流子的分离效率,从而提高光催化产氢效率。通过X射线光电子能谱(XPS)、荧光(PL)、电子顺磁共振(EPR)可以确定间隙锌的存在,间隙锌是ZnO纳米片表面的氧原子被半径更大的硫原子取代后为保持平衡而产生的。通过改变ZnO与Na₂S的比例8:1,6:1,4:1,得到具有不同ZnS壳层厚度的ZnS@Z...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 光催化分解水概述
    1.2 影响光催化剂性能的主要因素
        1.2.1 光催化剂的光吸收能力
        1.2.2 光催化剂的光生电子与空穴的分离效率
        1.2.3 光催化剂的表面性质
    1.3 光催化剂的改性方法
        1.3.1 异质结光催化材料
        1.3.2 固溶体光催化材料
        1.3.3 缺陷工程
    1.4 选题的依据与创新点
第二章 二维ZnS@ZnO异质结构的制备及光催化性能
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 样品制备
        2.2.4 样品表征
        2.2.5 电化学性能表征
        2.2.6 光催化产氢性能表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 SEM数据分析
        2.3.2 TEM数据分析
        2.3.3 HRTEM数据分析
        2.3.4 XRD数据分析
        2.3.5 BET数据分析
        2.3.6 XPS数据分析
        2.3.7 EPR,PL数据分析
        2.3.8 漫反射数据分析
        2.3.9 光催化产氢数据分析
        2.3.10 二维ZnS@ZnO纳米片的电化学数据分析
        2.3.11 二维ZnS@ZnO纳米片的机理图
    2.4 本章小结
第三章 硫铟锌基固溶体的制备及光催化性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验设备
        3.2.3 样品制备
        3.2.4 样品表征
        3.2.5 电化学性能表征
        3.2.6 光催化产氢性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 温度对Zn_1-xCr_xIn₂S₄ 固溶体的影响
        3.3.2 Cr含量对Zn_1-xCr_xIn₂S₄ 固溶体的影响
        3.3.3 TAA含量对Zn_1-xCr_xIn₂S₄ 固溶体的影响
    3.4 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3802807