一维ZnO纳米阵列基光电化学裂解水电极的设计
发布时间：2021-06-27 11:15
随着能源危机和环境污染问题的日益突出,寻找绿色、可再生的新能源替代化石能源日益迫切。氢能源作为一种清洁可循环的能源吸引了人们的关注,而利用半导体材料作为光电极来光电裂解水制备氢能源被广泛研究,因为半导体本身有着特殊的物理性质一一在光照下会激发出电子空穴对。激发出来的电子空穴对会与水发生氧化还原反应,最终得到氢气和氧气,通过半导体制备氢能源廉价,高效,稳定并且在反应过程中半导体不会产生二次污染物。在众多半导体光电极材料中氧化锌（ZnO）拥有高效的电子迁移效率和电子转移效率,环境兼容性好,价格低廉、无毒等性质,成为了光电催化领域广泛研究的材料。但是ZnO本身是宽带隙的半导体,只能响应紫外区域的光,我们知道紫外光只占太阳光的5%,大大限制了 ZnO的应用。除此之外,ZnO不仅表面的缺陷会成为电子空穴的愈合中心,而且本身光照产生的空穴使导致其阳极腐蚀,这些缺点使ZnO商业化利用受阻。针对ZnO存在的缺陷以及光电化学目前研究的现状,我们选择以ZnO为基底,采用表面修饰其他材料的方式开展了一系列的工作,以提高ZnO光电裂解水的活性以及稳定性。具体内容如下:一、利用水热的方法在P型硅片（Si）上制备...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?（ａ）负载不同量Ｃｕ纳米颗粒的吸收光谱（ｂ）单波长下样品的产氢活性??
?３??ＣＤｓ上原位生长Ｃｕ纳米颗粒用于光催化产氢，如图１．２所不，Ｃｕ的等离共振使得ＣＤｓ??在６００?ｎｍ出现了一个吸收峰。他们还研宄了单波长下样品的产氢活性，发现在红外光以??及近红外区域（７００?ｎｍ、８００?ｎｍ、９００?ｎｍ）虽然样品的产氢速率明显低于模拟太阳光下的??速率，但是仍然有氢气产生，这足以说明是Ｃｕ纳米颗粒的等离共振带来了光生电子用于??产氣［９］。??ｇ?＾ｉｓａｍｐｌｅＣ??Ｓ?｜Ｊ｜?｜??２（Ｋ）?３００?４００?５（）０?６００?７００?８００?９００?７００?ｍ?９００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??图１．２?（ａ）负载不同量Ｃｕ纳米颗粒的吸收光谱（ｂ）单波长下样品的产氢活性??（３）掺杂改变半导体材料的带隙??在传统半导体中可以通过掺杂离子改变半导体中电子或者空穴浓度改变半导体的带??隙，也可以通过掺杂在半导体内部形成异质结，也就说超晶格形式。例如Ｊｉｎｇｊｉｅ等人报道??了?Ｃｕ－Ｎ掺杂的Ｔｉ０２纳米线光电化学裂解水，他们在Ｃｕ掺杂基础上通过在Ｎ２氛围下退火??实现Ｎ掺杂，并通过Ｘ射线光电子能谱证实了?Ｎ的掺杂确实提高Ｔｉ０２的价带的位置，如??图１．３所示，减小了?Ｔｉ０２的带隙，从而实现了?Ｔｉ０２对可见光的吸收［１（）］。??因此，寻找窄带隙的优越半导体电极材料、通过复合贵金属以及光敏材料补充对光的??响应能力以及通过掺杂调整带隙等手段成为提高半导体光捕获能力的有效手段。??（３）?＿?Ｎ－ｄｏｐｅｄ?Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ?ＴｉＯ
对的分离??明稳定的助催化剂和合适的电解液能够促进电载流子能够从电极的内部萃取到电极的表面。体自身的快速的电子空穴复合，半导体之间的研工作者设计了多元异质结、在半导体材料蓄层。Ｙａｏ等人报道了，界面调控的高效ｎ－Ｓｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ferrites boosting photocatalytic hydrogen evolution over graphitic carbon nitride: a case study of（Co, Ni）Fe2O4 modification[J]. Jie Chen,Daming Zhao,Zhidan Diao,Miao Wang,Shaohua Shen. Science Bulletin. 2016(04)
本文编号：3252739
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?（ａ）负载不同量Ｃｕ纳米颗粒的吸收光谱（ｂ）单波长下样品的产氢活性??
?３??ＣＤｓ上原位生长Ｃｕ纳米颗粒用于光催化产氢，如图１．２所不，Ｃｕ的等离共振使得ＣＤｓ??在６００?ｎｍ出现了一个吸收峰。他们还研宄了单波长下样品的产氢活性，发现在红外光以??及近红外区域（７００?ｎｍ、８００?ｎｍ、９００?ｎｍ）虽然样品的产氢速率明显低于模拟太阳光下的??速率，但是仍然有氢气产生，这足以说明是Ｃｕ纳米颗粒的等离共振带来了光生电子用于??产氣［９］。??ｇ?＾ｉｓａｍｐｌｅＣ??Ｓ?｜Ｊ｜?｜??２（Ｋ）?３００?４００?５（）０?６００?７００?８００?９００?７００?ｍ?９００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??图１．２?（ａ）负载不同量Ｃｕ纳米颗粒的吸收光谱（ｂ）单波长下样品的产氢活性??（３）掺杂改变半导体材料的带隙??在传统半导体中可以通过掺杂离子改变半导体中电子或者空穴浓度改变半导体的带??隙，也可以通过掺杂在半导体内部形成异质结，也就说超晶格形式。例如Ｊｉｎｇｊｉｅ等人报道??了?Ｃｕ－Ｎ掺杂的Ｔｉ０２纳米线光电化学裂解水，他们在Ｃｕ掺杂基础上通过在Ｎ２氛围下退火??实现Ｎ掺杂，并通过Ｘ射线光电子能谱证实了?Ｎ的掺杂确实提高Ｔｉ０２的价带的位置，如??图１．３所示，减小了?Ｔｉ０２的带隙，从而实现了?Ｔｉ０２对可见光的吸收［１（）］。??因此，寻找窄带隙的优越半导体电极材料、通过复合贵金属以及光敏材料补充对光的??响应能力以及通过掺杂调整带隙等手段成为提高半导体光捕获能力的有效手段。??（３）?＿?Ｎ－ｄｏｐｅｄ?Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ?ＴｉＯ
对的分离??明稳定的助催化剂和合适的电解液能够促进电载流子能够从电极的内部萃取到电极的表面。体自身的快速的电子空穴复合，半导体之间的研工作者设计了多元异质结、在半导体材料蓄层。Ｙａｏ等人报道了，界面调控的高效ｎ－Ｓｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ferrites boosting photocatalytic hydrogen evolution over graphitic carbon nitride: a case study of（Co, Ni）Fe2O4 modification[J]. Jie Chen,Daming Zhao,Zhidan Diao,Miao Wang,Shaohua Shen. Science Bulletin. 2016(04)
本文编号：3252739
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