光生载流子分离和利用率调控增强光催化材料水分解产氢性能
发布时间：2021-02-18 17:26
近年来,获取可再生且便于运输的清洁能源,以减轻能源匮乏和环境污染的压力,成为当今社会密切关注的问题。太阳能相较于风能、水能、核能等新型能源,具有资源总量丰富、洁净安全、就地开发利用、地域限制小等众多优势。因此,太阳能被认为是最具应用前景的可再生能源,各国政府都将其列入国家发展战略规划的重要内容,并出台各项政策支持太阳能技术的发展和应用。目前对太阳能的利用技术主要集中在三大领域:光热转换、光电转换和光化学转换。太阳能在光热和光电方面的研究和应用已经十分广泛,而光化学转换领域近期成为研究的热点。太阳能光化学转换是通过吸收太阳光辐射,将能量转化为化学能的过程,这一领域目前主要围绕光解水制氢、CO2光化学还原以及光催化化学合成等方面。氢具有极高的能量密度,同时清洁无污染。氢气不仅是一种理想的二次能源,还被用做工业原料在石油化工、电子冶金、食品加工等领域都有着广泛的应用。目前工业上以烃类物质、煤炭、甲醇等作为原料的制氢工艺技术已经较为成熟,但这种消耗非可再生能源的方式难以持续,同时需要处理减排问题。水作为制氢的原料之一,在地球上有着巨大的储量,同时清洁无污染,从环境保护和可持续性上都具有较强的竞...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光催化基本原理及应用
1.2.1 光催化基本原理
1.2.2 光催化氧化反应
1.2.3 光催化还原反应
1.3 光催化水分解产氢及相关材料设计
1.3.1 光催化水分解产氢性能调控原理
1.3.2 光催化材料性能调控的研究进展
1.4 选题依据及主要研究内容
参考文献
2多级结构光催化水分解产氢">第二章 活性位点调控的TiO2多级结构光催化水分解产氢
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂与材料
2.2.3 样品制备
2.2.4 结构、形貌及性能表征方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 XRD和FTIR的结构与组成分析
2.3.2 样品形貌演变分析
2Ti3O7纳米带为模板的样品形貌分析"> 2.3.3 Na2Ti3O7纳米带为模板的样品形貌分析
2.3.4 多级结构的形成机理讨论
3+形成的作用"> 2.3.5 氟掺杂对样品中Ti3+形成的作用
2.3.6 多级结构材料的比表面积分析
2.3.7 材料的光催化性能讨论
2.3.8 材料的固液分离特性分析
2.3.9 批量化制备和工业化应用探索
2.4 本章小结
参考文献
2/Ni复合材料光催化水分解产氢">第三章 异质结构载流子调控的CdS/Ni（OH）2/Ni复合材料光催化水分解产氢
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器
3.2.2 实验试剂与材料
3.2.3 样品制备
3.2.4 材料的测试与表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的物相组成分析
3.3.2 样品形貌变化分析
3.3.3 复合材料的光吸收特性分析
3.3.4 复合材料光催化水分解产氢性能讨论
3.3.5 复合材料光催化水分解过程的光吸收特性的变化
3.3.6 复合材料光催化水分解过程的结构组分的变化
3.3.7 复合材料光催化水分解过程的元素化合特性分析
3.3.8 复合材料光催化水分解过程的产氢速率变化
3.3.9 复合材料光催化水分解产氢速率提升机理讨论
3.4 本章小结
參考文献
2O3薄膜光电催化水分解产氢">第四章 磷改性α-Fe2O3薄膜光电催化水分解产氢
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器
4.2.2 实验试剂与材料
4.2.3 样品制备
4.2.4 结构、形貌及性能表征方法
4.3 结果与讨论
2O3薄膜的厚度选择分析"> 4.3.1 α-Fe2O3薄膜的厚度选择分析
4.3.2 阵列样品的形貌和元素分布分析
4.3.3 样品的物相和结构演化讨论
4.3.4 样品的光电催化OER性能分析
4.3.5 光电催化系统的HER和OER性能讨论
4.3.6 光电催化系统OER稳定性分析
4.3.7 光电催化系统水分解性能提升的基本原理
2O3化学结合特性的影响"> 4.3.8 磷改性过程对α-Fe2O3化学结合特性的影响
2O3能带结构的影响"> 4.3.9 磷改性过程对α-Fe2O3能带结构的影响
2O3薄膜传质性质的影响"> 4.3.10 磷改性过程对α-Fe2O3薄膜传质性质的影响
2O3薄膜亲水性的影响"> 4.3.11 磷改性过程对α-Fe2O3薄膜亲水性的影响
2O3薄膜的制备和性能讨论"> 4.3.12 钛网上α-Fe2O3薄膜的制备和性能讨论
4.4 本章小结
参考文献
第五章 结论
5.1 主要结论
5.2 主要创新点
5.3 需要进一步研究的工作
攻读学位期间取得的科研成果及参与的科研项目
致谢
附件
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3039861
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光催化基本原理及应用
1.2.1 光催化基本原理
1.2.2 光催化氧化反应
1.2.3 光催化还原反应
1.3 光催化水分解产氢及相关材料设计
1.3.1 光催化水分解产氢性能调控原理
1.3.2 光催化材料性能调控的研究进展
1.4 选题依据及主要研究内容
参考文献
2多级结构光催化水分解产氢">第二章 活性位点调控的TiO2多级结构光催化水分解产氢
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂与材料
2.2.3 样品制备
2.2.4 结构、形貌及性能表征方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 XRD和FTIR的结构与组成分析
2.3.2 样品形貌演变分析
2Ti3O7纳米带为模板的样品形貌分析"> 2.3.3 Na2Ti3O7纳米带为模板的样品形貌分析
2.3.4 多级结构的形成机理讨论
3+形成的作用"> 2.3.5 氟掺杂对样品中Ti3+形成的作用
2.3.6 多级结构材料的比表面积分析
2.3.7 材料的光催化性能讨论
2.3.8 材料的固液分离特性分析
2.3.9 批量化制备和工业化应用探索
2.4 本章小结
参考文献
2/Ni复合材料光催化水分解产氢">第三章 异质结构载流子调控的CdS/Ni（OH）2/Ni复合材料光催化水分解产氢
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器
3.2.2 实验试剂与材料
3.2.3 样品制备
3.2.4 材料的测试与表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的物相组成分析
3.3.2 样品形貌变化分析
3.3.3 复合材料的光吸收特性分析
3.3.4 复合材料光催化水分解产氢性能讨论
3.3.5 复合材料光催化水分解过程的光吸收特性的变化
3.3.6 复合材料光催化水分解过程的结构组分的变化
3.3.7 复合材料光催化水分解过程的元素化合特性分析
3.3.8 复合材料光催化水分解过程的产氢速率变化
3.3.9 复合材料光催化水分解产氢速率提升机理讨论
3.4 本章小结
參考文献
2O3薄膜光电催化水分解产氢">第四章 磷改性α-Fe2O3薄膜光电催化水分解产氢
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器
4.2.2 实验试剂与材料
4.2.3 样品制备
4.2.4 结构、形貌及性能表征方法
4.3 结果与讨论
2O3薄膜的厚度选择分析"> 4.3.1 α-Fe2O3薄膜的厚度选择分析
4.3.2 阵列样品的形貌和元素分布分析
4.3.3 样品的物相和结构演化讨论
4.3.4 样品的光电催化OER性能分析
4.3.5 光电催化系统的HER和OER性能讨论
4.3.6 光电催化系统OER稳定性分析
4.3.7 光电催化系统水分解性能提升的基本原理
2O3化学结合特性的影响"> 4.3.8 磷改性过程对α-Fe2O3化学结合特性的影响
2O3能带结构的影响"> 4.3.9 磷改性过程对α-Fe2O3能带结构的影响
2O3薄膜传质性质的影响"> 4.3.10 磷改性过程对α-Fe2O3薄膜传质性质的影响
2O3薄膜亲水性的影响"> 4.3.11 磷改性过程对α-Fe2O3薄膜亲水性的影响
2O3薄膜的制备和性能讨论"> 4.3.12 钛网上α-Fe2O3薄膜的制备和性能讨论
4.4 本章小结
参考文献
第五章 结论
5.1 主要结论
5.2 主要创新点
5.3 需要进一步研究的工作
攻读学位期间取得的科研成果及参与的科研项目
致谢
附件
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3039861
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