二维锡基纳米材料的制备及电/光电催化性能研究
发布时间：2021-03-20 15:25
近年来,随着二维纳米材料的兴起,二维锡基纳米材料（如:SnS2、SnSe2和SnO2等）作为其中的一个重要分支得益于其优异的物理化学性质、丰富的储量和环境友好等特点获得了人们的广泛关注和研究。如今,二维锡基纳米材料,特别是二维SnS2和SnO2的研究已经取得了很大发展,在能源储存与转化这一领域展现出了良好应用前景。然而尽管如此,无论是二维SnS2还是SnO2纳米材料,不仅其当前的电/光电催化性能仍不尽如人意,而且在其可控制备、形貌与结构调控等方面仍面临着诸多挑战。对此,本文以优化结构与性能为导向,通过对制约二维纳米材料电/光电催化性能的关键因素进行分析,进而有针对性地设计和制备具有优势形貌与结构的二维SnS2和SnO2纳米材料,并以此实现其形貌与结构调控及性能优化,进一步推动其在能源储存与转化领域的应用与发展。众所周知,传统方法制备的二维纳米材料光电极在光电催化分解水反应中存在着光吸收强度较...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
二维层状及非层状纳米材料的分类[14]
近年来报道最多的两种典型的二维锡基纳米材料（即 SnS2和 SnO2），并对其常见的合成与制备方法、结构与性能方面的调控策略以及在电子与光电子器件和能源储存与转化领域的主要应用、进展状况与存在问题进行综述，以期为二维锡基纳米材料的发展趋势与研究方向做前瞻性探讨与指导。1.2 典型锡基纳米材料简介1.2.1 二硫化锡的晶体结构与基本性质二硫化锡（SnS2）是锡基半导体材料中最重要的组成成员之一，它属于 IVVI 族化合物，具有典型的六方 CdI2层状晶体结构，空间群为 P3 m1，晶胞参数为 a = b = 0.365 nm，c = 0.589 nm，c/a = 1.619，α = β = 90°，γ = 120°。如图 12 所示，在 SnS2晶体中，相邻的 S-Sn-S 层之间是靠较弱的范德华力作用力结合，间距约为 0.59 nm（图 1-2a），而 S-Sn-S 层内则是由 Sn 和 S 原子以共价键结合而成（图 1-2b）。SnS2作为一种 n 型半导体，其能带宽度在 2.2 eV 左右，光学和电学性质十分优异，加之其层状的结构特点，因此其广泛应用于光电探测器、太阳能电池、催化和锂/钠离子电池等领域[32-35]。
第 1 章 绪 论的晶体结构与基本性质nO2）是锡基半导体材料中另一个重要的组成于四方晶系，空间群为 P42/mnm，晶胞参数，c/a = 0.673，α = β = γ = 90°。如图 1-3 所示Sn 原子和 4 个 O 原子，且每个 Sn 原子位于中心，而每个 O 氧原子则位于 3 个 Sn 原子6:3 的配位结构。SnO2晶体作为一种直接带 eV左右，其不仅具有资源丰富和环境友好等化学稳定性，因此在气敏传感器、太阳能电有广泛应用[31, 36, 37]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Selective electroreduction of carbon dioxide to formic acid on electrodeposited SnO2@N-doped porous carbon catalysts[J]. Lu Lu,Xiaofu Sun,Jun Ma,Qinggong Zhu,Congyi Wu,Dexin Yang,Buxing Han. Science China（Chemistry）. 2018(02)
[2]二维超薄材料的制备、表征及其电催化还原CO2的研究[J]. 高山,孙永福,谢毅. 中国科学基金. 2017(04)
[3]杂化二维超薄结构实现低能垒的二氧化碳电催化还原[J]. 刘忠范. 物理化学学报. 2016(03)
博士论文
[1]提高光电化学过程中光生载流子分离效率的探索及高效光电极的设计与制备[D]. 张博.山东大学 2017
[2]硫化钼/碳及硫/碳复合电极材料性能与催化机理研究[D]. 李彦朋.哈尔滨工业大学 2015
[3]二维晶体的功能导向性设计及其电化学性能研究[D]. 谢俊峰.中国科学技术大学 2014
[4]铋氧基化合物纳米阵列的合成及其光电催化性能研究[D]. 周敏.中国科学技术大学 2012
本文编号：3091229
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
二维层状及非层状纳米材料的分类[14]
近年来报道最多的两种典型的二维锡基纳米材料（即 SnS2和 SnO2），并对其常见的合成与制备方法、结构与性能方面的调控策略以及在电子与光电子器件和能源储存与转化领域的主要应用、进展状况与存在问题进行综述，以期为二维锡基纳米材料的发展趋势与研究方向做前瞻性探讨与指导。1.2 典型锡基纳米材料简介1.2.1 二硫化锡的晶体结构与基本性质二硫化锡（SnS2）是锡基半导体材料中最重要的组成成员之一，它属于 IVVI 族化合物，具有典型的六方 CdI2层状晶体结构，空间群为 P3 m1，晶胞参数为 a = b = 0.365 nm，c = 0.589 nm，c/a = 1.619，α = β = 90°，γ = 120°。如图 12 所示，在 SnS2晶体中，相邻的 S-Sn-S 层之间是靠较弱的范德华力作用力结合，间距约为 0.59 nm（图 1-2a），而 S-Sn-S 层内则是由 Sn 和 S 原子以共价键结合而成（图 1-2b）。SnS2作为一种 n 型半导体，其能带宽度在 2.2 eV 左右，光学和电学性质十分优异，加之其层状的结构特点，因此其广泛应用于光电探测器、太阳能电池、催化和锂/钠离子电池等领域[32-35]。
第 1 章 绪 论的晶体结构与基本性质nO2）是锡基半导体材料中另一个重要的组成于四方晶系，空间群为 P42/mnm，晶胞参数，c/a = 0.673，α = β = γ = 90°。如图 1-3 所示Sn 原子和 4 个 O 原子，且每个 Sn 原子位于中心，而每个 O 氧原子则位于 3 个 Sn 原子6:3 的配位结构。SnO2晶体作为一种直接带 eV左右，其不仅具有资源丰富和环境友好等化学稳定性，因此在气敏传感器、太阳能电有广泛应用[31, 36, 37]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Selective electroreduction of carbon dioxide to formic acid on electrodeposited SnO2@N-doped porous carbon catalysts[J]. Lu Lu,Xiaofu Sun,Jun Ma,Qinggong Zhu,Congyi Wu,Dexin Yang,Buxing Han. Science China（Chemistry）. 2018(02)
[2]二维超薄材料的制备、表征及其电催化还原CO2的研究[J]. 高山,孙永福,谢毅. 中国科学基金. 2017(04)
[3]杂化二维超薄结构实现低能垒的二氧化碳电催化还原[J]. 刘忠范. 物理化学学报. 2016(03)
博士论文
[1]提高光电化学过程中光生载流子分离效率的探索及高效光电极的设计与制备[D]. 张博.山东大学 2017
[2]硫化钼/碳及硫/碳复合电极材料性能与催化机理研究[D]. 李彦朋.哈尔滨工业大学 2015
[3]二维晶体的功能导向性设计及其电化学性能研究[D]. 谢俊峰.中国科学技术大学 2014
[4]铋氧基化合物纳米阵列的合成及其光电催化性能研究[D]. 周敏.中国科学技术大学 2012
本文编号：3091229
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