三元类水滑石及其复合氧化物的性能与应用研究

发布时间：2017-11-22 18:15

  本文关键词：三元类水滑石及其复合氧化物的性能与应用研究

  更多相关文章： 三元类水滑石 复合氧化物 光阳极 染料 太阳能电池 光催化

【摘要】：本文采用尿素水解法制备了系列锌铝类水滑石,以及基于锌铝类水滑石的锌铝镧、锌镉铝三元类水滑石,并将其煅烧得到复合氧化物。通过X-射线衍射谱图(XRD)、热重-差热扫描热量分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射图谱(UV-vis)、傅立叶转换红外分析(FT-IR)、N2吸附-脱附测试等手段对类水滑石及其复合氧化物的结构、形貌、光吸收、表面性质等进行了表征。以复合氧化物为光阳极材料,研究了其在染料敏化太阳能电池中的应用；以基于三元类水滑石的复合氧化物为光催化剂,研究了对染料罗丹明B和甲基橙的光催化特性。具体如下：(1)制备了系列锌铝类水滑石,然后500℃煅烧产生复合氧化物。结果表明,样品结晶度相对较好,颗粒致密性随比例增加变得疏松,禁带宽度比ZnO略有减小。(2)制备了基于锌铝类水滑石的系列三元锌铝镧、锌镉铝类水滑石及其复合氧化物。结果表明,少量La3+和Cd2+的引入对类水滑石结构和形貌影响不大。分析表明镧离子和镉离子都进入到了类水滑石的层板主体中。(3)以锌铝复合氧化物为光阳极材料,并以染料N3、N719和D205分别作为敏化剂组装制备DSSC。对电池进行了I-V测试,稳定性和电化学阻抗谱测试(EIS)。结果表明,D205体系对锌铝复合氧化物DSSC的效率整体上比N3和N719高,在同一染料体系下电池的效率随着锌铝比例的增加而升高；电池的稳定性良好,能够较长时间的保持比较高的效率；EIS结果从电池的内部电阻方面解释了电池的性能变化。(4)以锌铝镧、锌镉铝复合氧化物为光阳极,并以染料N3和D205分别作为敏化剂组装成了DSSC。研究结果表明,电池的稳定性良好,能够较长时间的保持一定的效率。电池效率出现先升高后降低的规律,同吸附结果相一致。EIS结果从电池的内部电阻方面解释了电池的性能变化。(5)以锌铝镧复合氧化物为催化剂,对甲基橙和罗丹明B进行了光催化实验。结果表明,La203与ZnO之间容易形成异质结,光催化性能表现突出。随着La3+含量的增加,光降解率呈现先提高后降低的规律。从能带与电荷转移,La3+特性和吸附能力等方面对光催化结果进行了分析和解释。(6)以锌镉铝复合氧化物为催化剂,对甲基橙和罗丹明B进行了光催化实验。结果表明,ZnO与CdO之间容易形成异质结,具有很好的光催化性能。随着Cd2+含量的增加,光催化效率呈现先提高后降低的规律。从能带与电荷转移方面对光催化结果进行了分析和解释。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ123.4;TM914.4

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本文编号：1215608