镍基助催化剂/二氧化钛纳米管阵列光生电荷界面转移行为的研究

发布时间：2024-10-03 04:55

　　能源和环境是一直以来人类面临的两个重大问题。太阳能作为一种清洁且无污染的可再生能源被认为是21世纪的一种新型能源。因此,合理有效地利用太阳能解决上述问题是近几年来的研究热点。半导体光催化剂可以实现太阳能与清洁能源的有效转化。在众多的光催化材料中,具有代表性的TiO₂纳米管阵列（TiO₂ NTAs）由于其独特的物理和化学性能受到了人们的大量关注。然而,作为一种间接带隙的半导体,单纯的TiO₂材料也遭受到了光生电子-空穴对易发生快速复合以及电荷界面转移速率低等诸多缺点。最近,引入适当的助催化剂被认为是有效提升光催化活性的一个行之有效的方法。然而,近些年来人们对助催化剂的研究却进入了一个瓶颈时期。原因在于助催化剂的引入虽然可以解决光生电荷在单一光催化剂与电解液界面间转移效率低的问题,但同时也为电荷的界面传输带来了新的障碍。光生电荷在助催化剂与光催化剂界面间的转移成了另一个突出性的问题。众所周知,光催化反应是在催化剂的表面进行的。也就是说,能够到达催化剂表面且参与反应的光生电荷数量越多,那么整体的光催化反应效率越高。因此,引入助催...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2不同的助催化剂修饰的光催化剂示意图

主要作用是吸收太阳光，而光催化反应是在半导体的表面进行的。实际上助催化剂是一种本身不具有光催化活性或者光催化活性很小的物质，但当它与光催化剂结合后却能够极大地提升光催化剂的催化性能。实际上，助催化剂的引入主要起到降低化学反应活化能的作用。随着人们的研究发现助催化剂可以根据用途不同....

图1.4BiVO4，CoPi/BiVO4电极和MOx/BiVO4电极光电流-电位特性

显著提升了量子效率。李灿课题组采用原位电化学沉积的方法将CoPi助催化剂沉积到BiVO4薄膜极上，研究了助催化剂CoPi在BiVO4表面所起的作用[65]。如图1.4（a）所，对于单纯的BiVO4电极，其光电流的密度相对较低，然而当助催化剂CoPi入后，BiVO....

图1.5CoPi/BiVO4和MOx/BiVO4（M：Co，Ir，Mn，和Ru）电极的光

oPi/BiVO4和MOx/BiVO4（M：Co，Ir，Mn，和Ru）电催化产氧和光电流密度曲线[65]。.1.5PhotocatalyticO2evolutionandphotocurrentdensitiescoPi/BiVO4andMOx/BiV....

图1.6光催化表面与界面参数关系示意图

图1.6光催化表面与界面参数关系示意图[66]。Fig.1.6Schematicillustrationoftherelationshipbetweensurfaceandinterfaparametersforphotocatalysis[66].2....

本文编号：4006778