纳米硒化物及其复合材料的制备与光、电催化性能研究

发布时间：2017-08-04 07:39

  本文关键词：纳米硒化物及其复合材料的制备与光、电催化性能研究

  更多相关文章： Bi_2Se_3 ZnO\ZnSe MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO 催化

【摘要】：近年来,纳米硒化物及其复合材料由于其适宜的带隙结构、良好的光学性能、电学性能、光电协同性能及电磁学性能等,被广泛的应用于光、电催化及电子器件领域。因此,对纳米硒化物及其复合材料的合成及性能研究是当前材料研究的热点。本文以NaHSe前驱体为硒源,采用水热、溶剂热合成方法控制生长得到三种纳米硒化物极其复合材料。本论文主要研究内容如下:采用一步溶剂热过程合成Bi_2Se_3超薄纳米片。合成以氯化铋为铋源,硒粉为硒源,以硼氢化钠为还原剂,以去离子水和丙酮作为溶剂,一步水热合成即可得到厚度约为2 nm的Bi_2Se_3超薄纳米片。在反应体系中加入表面活性剂PVP可改变超薄纳米片的厚度,并且通过对反应时间的控制合理推测出它的生长机理。通过一系列的表征确定了最优结构,在降解甲基橙溶液时表现出了很好的光催化性能,30min降解率可达78%.采用原位生长法在FTO表面生长ZnO\ZnSe异质结构纳米钉阵列。首先FTO浸渍于晶种溶液中,煅烧后得到ZnO晶种。再将长有ZnO晶种的FTO经一步水热得到ZnO纳米棒阵列。硒化后形成纳米钉状ZnO\ZnSe异质阵列,并作为电极材料测试其光电化学水氧化性能。制得的ZnO\ZnSe异质结构纳米钉阵列由于其特殊的结构表现出优异的光电催化性能。通过对反应时间的控制合理推测出它的生长机理,并通过瞬态及稳态PL光谱、功涵及价带谱确定其电子走向。深入研究了结构对光电化学水氧化性能的大幅提高起到的作用。通过两步水热合成制备一种新型MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO复合材料。首先得到超薄、卷曲的MoSe_2纳米片,在与GO复合的过程中加入硫脲同步进行S取代。得到的Mo_(S2(1-x))Se_(2x)/rGO复合材料的电催化析氢性能远优于单一的MoSe_2、MoS_2材料。通过与硒源和硫源投料比的控制,得到不同组分的MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO复合材料。通过对所有组分材料的电催化析氢性能的测试,得出MoS_(0.8)Se_(1.2)/rGO复合材料具备最好电催化析氢性能。
【关键词】：Bi_2Se_3 ZnO\ZnSe MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO 催化
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TQ116.2
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-26
• 1.1 能源转换材料简介11-15
• 1.1.1 半导体的光催化反应概述11-12
• 1.1.2 半导体的光电催化概述12-14
• 1.1.3 半导体的电催化反应概述14-15
• 1.2 几种硒化物催化剂简介15-23
• 1.2.1 Bi_2Se_3材料15-16
• 1.2.2 ZnSe材料16-19
• 1.2.3 MoSe_2材料19-23
• 1.3 选题背景及国内外研究现状23-24
• 1.4 研究课题来源24-25
• 1.5 本课题的研究内容25-26
• 第2章 实验材料和表征方法26-33
• 2.1 实验试剂26
• 2.2 实验仪器和设备26-27
• 2.3 表征方法及原理27-31
• 2.3.1 广角X射线粉末衍射 (XRD)27-28
• 2.3.2 拉曼光谱 (Raman spectroscopy)28
• 2.3.3 扫描电子显微镜 (SEM)28
• 2.3.4 透射电子显微镜 (TEM)28
• 2.3.5 原子力显微电镜 (AFM )28-29
• 2.3.6 X射线光电子能谱（XPS）29
• 2.3.7 紫外-可见光谱 (UV-visible spectroscopy)29
• 2.3.8 荧光检测器 (Fluorescence Spectrophotometer )29-30
• 2.3.9 开尔文探针 (SKP)30
• 2.3.10 电化学阻抗谱 (EIS)30-31
• 2.4 性能测试31-33
• 2.4.1 光催化降解有机污染物测试31
• 2.4.2 光电催化分解水测试31-32
• 2.4.3 电催化分解水测试32-33
• 第3章 Bi_2Se_3超薄纳米片的可控合成及其光催化性能研究33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 实验部分33-34
• 3.2.1 NaHSe前驱体的制备33-34
• 3.2.2 Bi_2Se_3超薄纳米片的可控制备34
• 3.3 结果与讨论34-40
• 3.3.1 Bi_2Se_3超薄纳米片的表征分析34-39
• 3.3.2 Bi_2Se_3超薄纳米片的光催化性能测试39-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 原位生长ZnO\ZnSe异质结构纳米钉阵列以提高光电化学水氧化性能42-59
• 4.1 引言42-43
• 4.2 实验部分43-44
• 4.2.1 ZnO晶种的制备43
• 4.2.2 ZnO纳米棒阵列的合成43
• 4.2.3 ZnO\ZnSe异质结构纳米钉阵列的合成43-44
• 4.3 结果与表征44-58
• 4.3.1 ZnO\ZnSe纳米钉阵列的表征分析44-54
• 4.3.2 ZnO\ZnSe异质结构纳米钉阵列的光电化学水氧化性能测试54-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO复合材料的合成及其电催化析氢性能的探究59-67
• 5.1 引言59-60
• 5.2 实验部分60-61
• 5.2.1 MoSe_2纳米片的合成60
• 5.2.2 MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO复合材料的合成60-61
• 5.3 结果与表征61-66
• 5.3.1 MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO复合材料的表征61-64
• 5.3.2 MoS_(2(1-x))Se_(2x)/rGO复合材料的电化学析氢性能测试64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨祥良,王芹,陶云海,姚澍,徐辉碧;一种合成二硒化钠和有机二硒化物的新方法[J];无机化学学报;2001年06期

2 郄文娟;周蕾;黄海英;彭云鹏;;硒化物药用研究进展[J];微量元素与健康研究;2013年03期

3 黄奕清;某些无机硒化物的用途[J];有色冶炼;1986年06期

4 刘兴芝;赵昌明;陈林;于桂英;臧树良;;三元多硒化物的微波溶剂热合成及其结构[J];中国有色金属学报;2006年10期

5 邝光荣,黎星术,郑玉才,陈炼红,李春华,谢如刚,游劲松;硒酵母制备中添加不同硒化物对酵母中硒含量的影响[J];西南民族学院学报(自然科学版);1998年03期

6 李龙泉,张国辉,李亚栋;硒化物和碲化物纳米粉组分的测定[J];中国科学技术大学学报;1999年06期

7 龚晓钟,欧阳政;硒化黄芪多糖制备条件及其结构的研究[J];天然产物研究与开发;1998年02期

8 郑时龙，，陶虎，胥佩菱;有机锗倍半硒化物的合成[J];合成化学;1995年04期

9 金康雨;李宣镐;;一个新的K/Pd/Se体系中四金属硒化物的合成与结构表征(英文)[J];吉林师范大学学报(自然科学版);2009年03期

10 黄志真,吴露玲,黄宪;钯催化下烯基硒化物与氰化钾的相转移偶联反应——α,β-不饱和腈的立体选择合成[J];合成化学;1998年03期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 张明建;郭国聪;;Ln_6Se_(11.25)(Ln=Gd、Dy)的合成和非线性[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 白玉玲;铜基硫硒化物薄膜太阳能电池吸收层材料的制备[D];电子科技大学;2015年

2 章建飞;基于单质硒活化制备金属硒化物半导体纳米材料的方法学研究[D];电子科技大学;2014年

3 王高云;基于硒化物层状材料的湿法刻蚀和光电特性研究[D];电子科技大学;2015年

4 文青瑶;铜锌锡硫光吸收薄膜钠掺杂及硒化对其光电性能影响的研究[D];西北师范大学;2015年

5 王丽阳;纳米硒化物及其复合材料的制备与光、电催化性能研究[D];黑龙江大学;2016年

6 赵京凤;钴、镍硒化物的溶剂热合成及其性质研究[D];安徽大学;2013年

7 吴丹梅;溶剂热法制备纳米硫化物、硒化物及相关材料的摩擦学性能研究[D];青岛科技大学;2006年

8 赵培光;硒化蔗糖的合成表征及生物活性研究[D];华中师范大学;2011年

9 刘鹭;硒化乳酸菌胞外多糖免疫功能机制研究[D];宁波大学;2014年

10 王桂花;[A_xM_yM'_y'～Q_z]型硒化物的合成、结构和光学性能研究[D];北京化工大学;2004年

本文编号：618386