一维硫化镉基异质结的构筑及其光解水析氢性能研究

发布时间：2021-02-11 23:15

　　人类对传统化石燃料的过度开采和消耗已引发了严重的能源危机和环境污染等现实问题,因此,发展环境友好型的可再生新能源代替非再生能源成为了全球关注的一大焦点。科学家们发现一些半导体上可以实现光催化分解水析氢。将太阳能转化为热值高且清洁的氢能,有望同时解决能源和环境危机,因此意义重大。半导体异质结材料因其特殊的能带结构和光生载流子的输运特性,可有效提高光生电子-空穴对的分离,从而提高量子效率,而成为了光解水析氢材料的焦点。其中硫化镉（CdS）因导带位置较负且带隙较窄,因此是一种高效的可见光响应半导体,在太阳能转化领域关注度极高。然而,由于CdS是直接带隙半导体,光生电子-空穴对极易发生复合和光腐蚀。因此,提高CdS的光催化析氢活性和稳定性迫在眉睫。本文在一维CdS固有结构优势的基础上,在CdS表面构筑不同种类的过渡金属硫化物助催化剂形成纳米异质结复合材料。通过调控助催化剂的种类和负载含量,利用多种表征技术从材料的结构和光电性能角度分析所合成的复合催化剂可见光解水析氢性能增强的机制。此外初步探索了不同生物质（如:葡萄糖、木质素、纤维素）作为牺牲试剂时的析氢性能。最终将光解水和光催化生物质重整析氢... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

半导体催化剂光催化分解水析氢通式

CdS原胞中硫原子和镉原子的部分态密度图

一维CdS结构中的光生载流子的产生和分离机制示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]MoS2纳米片/CdS纳米线复合光催化剂的制备及其光电化学和光催化活性研究（英文）[J]. 王红梅,Sara Bonabi Naghadeh,李春鹤,应露,A’Lester Allen,张金中.  Science China Materials. 2018(06)
[2]MOFs光催化材料的设计和调控（英文）[J]. 沈丽娟,梁若雯,吴棱.  催化学报. 2015(12)



本文编号：3029869