二硫化钼为助催化剂增强硫化物半导体光催化制氢活性

发布时间：2020-11-07 16:07

　　 半导体光催化制氢技术是将太阳能转化为氢能的有效途径之一。为实现该技术的规模化应用,开发可见光响应、高效、稳定的光催化制氢材料成为该领域的关键性问题。通常来说,负载助催化剂有利于降低反应过电势和增加催化反应活性位,从而提高光催化制氢活性。研究表明,层状结构二硫化钼(MoS_2)作为助催化剂可显著增强光催化活性。为此,本论文将MoS_2负载于硫化物半导体表面来增强光催化制氢活性,主要研究内容和结论归纳如下:1.采用溶剂热法将MoS_2负载于球状CdS表面,以0.45 mol/L Na_2S和0.55 mol/L Na_2SO_3混合液作为牺牲试剂,比较了MoS_2的负载量对光催化制氢活性的影响。结果表明,在可见光照射下,5wt%MoS_2/CdS复合材料表现了最高的光催化制氢速率,达到372μmol·h~(-1)。而且,420 nm单色光下的表观量子效率为7.31%。MoS_2/CdS复合材料光催化制氢活性显著增强归于MoS_2作为助催化剂促进光生电荷载流子的有效分离。2.采用溶剂热将MoS_2负载于Cd_(0.8)Zn_(0.2)S固溶体表面,制得了MoS_2/Cd_(0.8)Zn_(0.2)S复合材料。以乳酸为牺牲试剂,可见光照射下,5wt%MoS_2/Cd_(0.8)Zn_(0.2)S复合物显示出最佳的光催化制氢活性,速率为991μmol·h~(-1)。由此可见,将MoS_2负载于Cd_(0.8)Zn_(0.2)S固溶体将进一步增强光催化制氢活性。3.采用一步水热法制备CdMoO_4/CdS@MoS_2三元复合材料。以乳酸为牺牲试剂,比较了CdMoO_4/CdS@MoS_2三元复合材料与CdMoO_4/CdS,MoS_2/CdMoO_4,MoS_2/CdS二元复合材料光催化制氢活性。结果表明,CdMoO_4/CdS@MoS_2三元复合材料显著增强光催化制氢活性。
【学位单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ116.2;O643.36;O644.1
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 半导体光催化概述
    1.2 光催化材料
        1.2.1 氧化物半导体
        1.2.2 硫化物半导体
        1.2.3 其它光催化剂
    1.3 光催化剂改性
        1.3.1 掺杂
        1.3.2 固溶体
        1.3.3 染料敏化
        1.3.4 半导体复合
        1.3.5 助催化剂
    1.4 本文选题意义与工作内容
    参考文献
2/CdS复合材料的制备及光催化制氢活性'>第二章 MoS₂/CdS复合材料的制备及光催化制氢活性
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 仪器及试剂
        2.2.2 材料制备
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 光催化制氢实验
        2.2.5 光电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 XRD分析
        2.3.2 形貌分析
        2.3.3 XPS分析
        2.3.4 Raman分析
        2.3.5 紫外-可见漫反射吸收光谱分析
        2.3.6 比表面积分析
        2.3.7 光催化制氢活性分析
    2.4 本章小结
    参考文献
2/Cd_0.8Zn_0.2S复合材料制备及光催化制氢活性'>第三章 MoS₂/Cd_0.8Zn_0.2S复合材料制备及光催化制氢活性
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 仪器及试剂
        3.2.2 材料制备
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 光催化制氢实验
        3.2.5 光电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 形貌分析
        3.3.3 XPS分析
        3.3.4 紫外-可见漫反射吸收光谱分析
        3.3.5 比表面积分析
        3.3.6 光催化制氢活性分析
    3.4 本章小结
    参考文献
4/CdS@MoS₂ 复合材料及光催化制氢活性'>第四章 一步水热法制备CdMoO₄/CdS@MoS₂ 复合材料及光催化制氢活性
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 仪器及试剂
        4.2.2 材料制备
        4.2.3 材料表征
        4.2.4 光催化制氢实验
        4.2.5 光电化学测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 形貌分析
        4.3.3 XPS分析
        4.3.4 Raman分析
        4.3.5 紫外-可见漫反射吸收光谱分析
        4.3.6 比表面积分析
        4.3.7 光催化制氢活性分析
    4.4 本章小结
    参考文献
总结与展望
攻读学位期间发表的论文
致谢

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本文编号：2874169