氧化钨同质结复合电极的构筑及光电催化性能的研究
发布时间：2021-05-19 23:25
基于半导体光电极的光电化学（PEC）分解水制氢能够能够将吸收的太阳能转换为氢能,被认为是破解当前能源危机和环境问题的一把金钥匙。因此,为了实现高效的光电化学分解水,探索和开发高效稳定的半导体材料作为光电极成为国内外学者研究的热门课题。氧化钨（WO3）作为一种对可见光响应的n型半导体,因其适宜的光学带隙、优异的电子运输特性以及化学性能稳定等特点在众多半导体材料中脱颖而出。但是光生载流子复合效率高等问题严重制约着单一WO3光电极的实际应用。本文采用水热法在FTO导电玻璃基底上制备了一维（1D）WO3纳米棒阵列,并构筑1D Mo-WO3/Fe-WO3同质结和1D HTA-WO3/2D WO3-x同质结来抑制光生载流子的复合,并将其作为光阳极应用于光电化学分解水体系中。通过对所制备复合电极的形貌结构和光学性质等进行表征,并对其光电性能进行研究,分析光生载流子在光电极中的分离和转移过程,探究复合电极的光电催化机理。结果表明,通过两次水热结合一次...
【文章来源】：天津城建大学天津市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 光电化学分解水制氢的概述
1.2.1 光电化学分解水制氢原理
1.2.2 光电化学分解水过程
1.2.3 常见的光阳极材料
1.3 WO_3光阳极的概述
1.3.1 WO_3的结构和性质
1.3.2 WO_3的制备方法
1.3.3 WO_3的光电化学性能
1.4 提高WO_3光阳极光电性能的策略
1.4.1 提高太阳能光谱的利用率
1.4.2 提高光生载流子的分离和传输效率
1.4.3 提高水氧化动力学
1.5 课题的提出
第2章 实验部分
2.1 化学试剂与设备
2.1.1 化学试剂
2.1.2 实验设备
2.2 实验过程
2.2.1 实验方案
2.2.2 实验内容及步骤
2.3 性能分析测试
2.3.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.3.2 X射线衍射分析(XRD)
2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.5 紫外可见吸收光谱分析(UV-Vis)
2.3.6 紫外光电子能谱分析(UPS)
2.3.7 电子顺磁共振光谱分析(EPR)
2.3.8 稳态表面光电压分析(SPV)
2.3.9 光电化学性能分析(PEC)
第3章 1D Mo-WO_3/Fe-WO_3 同质结复合电极的构筑及其光电性能的研究
3.1 引言
3.2 Mo-WO_3/Fe-WO_3 同质结复合电极的表征及光电性能的研究
3.2.1 Mo-WO_3/Fe-WO_3 同质结复合电极的物相分析
3.2.2 Mo-WO_3/Fe-WO_3 同质结复合电极的光电性能研究
3.3 本章小结
第4章 1D HTA-WO_3/2D WO_(3-x)同质结复合电极的构筑及其光电性能的研究
4.1 引言
4.2 1DHTA-WO_3/2D WO_(3-x)同质结复合电极的表征及光电性能的研究
4.2.1 1D HTA-WO_3/2D WO_(3-x)同质结复合电极的物相分析
4.2.2 HTA-WO_3/2D WO_(3-x)同质结复合电极的光电性能研究
4.3 本章小结
第5章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表论文情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]论中国“能源独立”战略的内涵、挑战及意义[J]. 邹才能,潘松圻,赵群. 石油勘探与开发. 2020(02)
[2]氢能技术发展趋势综述[J]. 鲍金成,赵子亮,马秋玉. 汽车文摘. 2020(02)
[3]浅谈氢能技术和应用[J]. 叶召阳. 中国新技术新产品. 2020(01)
[4]氢能利用与发展综述[J]. 于蓬,王健,郑金凤,张亮修,王恒元. 汽车实用技术. 2019(24)
[5]2050年能源形势综合研判与油气企业策略分析——基于国内外权威机构能源展望报告的综合分析[J]. 李天杨,田成坤,曹斌,张军贤,吴浩筠. 国际石油经济. 2019(11)
[6]半导体光解水制氢研究:现状、挑战及展望[J]. 谢英鹏,王国胜,张恩磊,张翔. 无机化学学报. 2017(02)
[7]光解水制氢装置研究现状[J]. 龙应钊,杨晓晖,刘佳鑫. 实验科学与技术. 2015(06)
[8]氢能源的利用现状分析[J]. 赵永志,蒙波,陈霖新,王赓,郑津洋,顾超华,张鑫,张俊峰. 化工进展. 2015(09)
[9]浅谈我国发展氢能的必要性[J]. 贺小平,高辉,邓秀琴. 山东冶金. 2013(06)
博士论文
[1]TiO2纳米线阵列的修饰及其在光电化学光伏电池中的应用[D]. 倪世明.哈尔滨工业大学 2019
[2]α-Fe2O3基光阳极的构筑及其光电水氧化性能研究[D]. 李丰.兰州大学 2019
[3]钨氧化物的缺陷工程调控与催化性能研究[D]. 张宁.中国科学技术大学 2018
[4]三氧化钨基纳米结构光阳极的制备及其光电化学性能研究[D]. 肖永昊.华南理工大学 2018
[5]微纳结构调控Cu2ZnSnS4光阴极载流子输运及其光解水性能研究[D]. 温鑫.南京大学 2017
[6]掺杂氧化钨、金—金刚石电极及氧化钨/金刚石异质结的制备与电学特性研究[D]. 王丽莹.吉林大学 2017
[7]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
[8]可见光响应的硫化物光催化材料的设计合成及光解水制氢性能研究[D]. 徐淼.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]模板辅助法制备WO3复合体系光催化剂及其性能研究[D]. 杨海连.太原理工大学 2019
[2]α-Fe2O3的表面改性及其光电催化性能的研究[D]. 赵勇.太原理工大学 2019
[3]光生载流子在WO3基光阳极表面分离特性调控[D]. 杨民基.西南科技大学 2019
[4]三氧化钨纳米光阳极的形貌调控和稳定性研究[D]. 容钰泉.华南理工大学 2019
[5]缺陷氧化钨和氧化钨基异质结构的构筑及其应用研究[D]. 陈军.郑州大学 2019
[6]赤铁矿基光阳极的表面修饰及其光电催化分解水的性能研究[D]. 刘慧民.山东师范大学 2019
[7]三氧化钨光阳极制备优化及光电化学性质研究[D]. 王杰.南京邮电大学 2018
[8]氧化亚铜p-n同质结的一步法制备及光电化学性能研究[D]. 常静.西北大学 2018
[9]光电催化水分解体系中α-Fe2O3纳米棒光阳极的制备及改性研究[D]. 黄华丽.天津大学 2018
[10]氧化亚铜光电阴极用于光电催化分解水的研究[D]. 魏一佳.天津大学 2017
本文编号：3196626
【文章来源】：天津城建大学天津市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 光电化学分解水制氢的概述
1.2.1 光电化学分解水制氢原理
1.2.2 光电化学分解水过程
1.2.3 常见的光阳极材料
1.3 WO_3光阳极的概述
1.3.1 WO_3的结构和性质
1.3.2 WO_3的制备方法
1.3.3 WO_3的光电化学性能
1.4 提高WO_3光阳极光电性能的策略
1.4.1 提高太阳能光谱的利用率
1.4.2 提高光生载流子的分离和传输效率
1.4.3 提高水氧化动力学
1.5 课题的提出
第2章 实验部分
2.1 化学试剂与设备
2.1.1 化学试剂
2.1.2 实验设备
2.2 实验过程
2.2.1 实验方案
2.2.2 实验内容及步骤
2.3 性能分析测试
2.3.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.3.2 X射线衍射分析(XRD)
2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.5 紫外可见吸收光谱分析(UV-Vis)
2.3.6 紫外光电子能谱分析(UPS)
2.3.7 电子顺磁共振光谱分析(EPR)
2.3.8 稳态表面光电压分析(SPV)
2.3.9 光电化学性能分析(PEC)
第3章 1D Mo-WO_3/Fe-WO_3 同质结复合电极的构筑及其光电性能的研究
3.1 引言
3.2 Mo-WO_3/Fe-WO_3 同质结复合电极的表征及光电性能的研究
3.2.1 Mo-WO_3/Fe-WO_3 同质结复合电极的物相分析
3.2.2 Mo-WO_3/Fe-WO_3 同质结复合电极的光电性能研究
3.3 本章小结
第4章 1D HTA-WO_3/2D WO_(3-x)同质结复合电极的构筑及其光电性能的研究
4.1 引言
4.2 1DHTA-WO_3/2D WO_(3-x)同质结复合电极的表征及光电性能的研究
4.2.1 1D HTA-WO_3/2D WO_(3-x)同质结复合电极的物相分析
4.2.2 HTA-WO_3/2D WO_(3-x)同质结复合电极的光电性能研究
4.3 本章小结
第5章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表论文情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]论中国“能源独立”战略的内涵、挑战及意义[J]. 邹才能,潘松圻,赵群. 石油勘探与开发. 2020(02)
[2]氢能技术发展趋势综述[J]. 鲍金成,赵子亮,马秋玉. 汽车文摘. 2020(02)
[3]浅谈氢能技术和应用[J]. 叶召阳. 中国新技术新产品. 2020(01)
[4]氢能利用与发展综述[J]. 于蓬,王健,郑金凤,张亮修,王恒元. 汽车实用技术. 2019(24)
[5]2050年能源形势综合研判与油气企业策略分析——基于国内外权威机构能源展望报告的综合分析[J]. 李天杨,田成坤,曹斌,张军贤,吴浩筠. 国际石油经济. 2019(11)
[6]半导体光解水制氢研究:现状、挑战及展望[J]. 谢英鹏,王国胜,张恩磊,张翔. 无机化学学报. 2017(02)
[7]光解水制氢装置研究现状[J]. 龙应钊,杨晓晖,刘佳鑫. 实验科学与技术. 2015(06)
[8]氢能源的利用现状分析[J]. 赵永志,蒙波,陈霖新,王赓,郑津洋,顾超华,张鑫,张俊峰. 化工进展. 2015(09)
[9]浅谈我国发展氢能的必要性[J]. 贺小平,高辉,邓秀琴. 山东冶金. 2013(06)
博士论文
[1]TiO2纳米线阵列的修饰及其在光电化学光伏电池中的应用[D]. 倪世明.哈尔滨工业大学 2019
[2]α-Fe2O3基光阳极的构筑及其光电水氧化性能研究[D]. 李丰.兰州大学 2019
[3]钨氧化物的缺陷工程调控与催化性能研究[D]. 张宁.中国科学技术大学 2018
[4]三氧化钨基纳米结构光阳极的制备及其光电化学性能研究[D]. 肖永昊.华南理工大学 2018
[5]微纳结构调控Cu2ZnSnS4光阴极载流子输运及其光解水性能研究[D]. 温鑫.南京大学 2017
[6]掺杂氧化钨、金—金刚石电极及氧化钨/金刚石异质结的制备与电学特性研究[D]. 王丽莹.吉林大学 2017
[7]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
[8]可见光响应的硫化物光催化材料的设计合成及光解水制氢性能研究[D]. 徐淼.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]模板辅助法制备WO3复合体系光催化剂及其性能研究[D]. 杨海连.太原理工大学 2019
[2]α-Fe2O3的表面改性及其光电催化性能的研究[D]. 赵勇.太原理工大学 2019
[3]光生载流子在WO3基光阳极表面分离特性调控[D]. 杨民基.西南科技大学 2019
[4]三氧化钨纳米光阳极的形貌调控和稳定性研究[D]. 容钰泉.华南理工大学 2019
[5]缺陷氧化钨和氧化钨基异质结构的构筑及其应用研究[D]. 陈军.郑州大学 2019
[6]赤铁矿基光阳极的表面修饰及其光电催化分解水的性能研究[D]. 刘慧民.山东师范大学 2019
[7]三氧化钨光阳极制备优化及光电化学性质研究[D]. 王杰.南京邮电大学 2018
[8]氧化亚铜p-n同质结的一步法制备及光电化学性能研究[D]. 常静.西北大学 2018
[9]光电催化水分解体系中α-Fe2O3纳米棒光阳极的制备及改性研究[D]. 黄华丽.天津大学 2018
[10]氧化亚铜光电阴极用于光电催化分解水的研究[D]. 魏一佳.天津大学 2017
本文编号：3196626
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