钒酸铋光电极的改性修饰及其光电化学分解水性能研究
发布时间：2021-07-26 19:32
化石燃料燃烧引起的环境问题促使绿色能源氢气的制备技术获得了长足的发展。光电化学（PEC）分解水制氢是非常具有发展前景的制氢策略之一。在整个分解水系统中,光电极的设计与开发是优化光能转化为氢能的关键环节。BiVO4具有的窄带隙及合理的带边位置使其在光电化学分解水方面具有很大的潜力。然而,BiVO4严重的电子空穴复合现象和缓慢的水氧化动力学造成光电流密度小于理论值。针对上述问题,采取异质结构建、负载助催化剂、元素掺杂等技术手段优化电荷在体相和界面处的传输,从而提高BiVO4光电流密度和制氢效率。本课题通过三种不同方案优化BiVO4光电化学性能,具体如下:（1）通过溶液法在BiVO4上生长富含官能团的聚多巴胺（PDA）,再以薄层聚多巴胺（PDA）为功能载体限域性生长助催化剂Co-Pi（Co3（PO4）2）,最终合成Co-Pi/PDA/BiVO4光电极。PDA/BiVO4异质结...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于n型半导体的PEC分解水示意图
江苏大学硕士学位论文3反应以一个合理的速度进行，一定的过电位是必要的以平衡反应过程中存在的热力学和动力学方面的能量损耗[24]。因此，有效的PEC分解水最低禁带宽度为1.8eV。经过几十年的发展，已形成较为完善的理论基矗图1.2表示常见的半导体材料的能带示意图，对应不同半导体的价导带位置及禁带宽度禁带[25]。常见的半导体材料：BiVO4[26,27]、WO3[28]、ZnO[29]、Fe2O3[30]等。图1.1基于n型半导体的PEC分解水示意图。Fig.1.1SchematicdiagramoffromwatersplittingbyPECbasedonn-typesemiconductor.图1.2在标准可逆氢电极下讨论的半导体的导带和价带位置。Fig1.2Thepositionofconductionbandandvalencebandofsemiconductorunderstandardreversiblehydrogenelectrode.
江苏大学硕士学位论文9历多次间歇喷雾过程后，调控喷雾时间和喷雾高度制备得到不同形貌和厚度的BiVO4光电极[62]。气相合成法的优势在于易于控制生长形态，能够合成低缺陷态的高质量BiVO4，缺点是成本较高。图1.3SEM图像（a）0.5h，（b）3h，（C）10h和（d）30h。Fig.1.3SEMimagesfor(a)0.5h,(b)3h,(c)10hand(d)30h.图1.4SEM图像（a）55°C/100h，（b）75°C/30h，（C）85°C/30h和（d）95°C/30h。Fig.1.4SEMimagesfor(a)55°C/100h,(b)75°C/30h,(c)85°C/30hand(d)95°C/30h.
【参考文献】：
期刊论文
[1]BiVO4 Photoanode with Exposed（040） Facets for Enhanced Photoelectrochemical Performance[J]. Ligang Xia,Jinhua Li,Jing Bai,Linsen Li,Shuai Chen,Baoxue Zhou. Nano-Micro Letters. 2018(01)
本文编号：3304217
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于n型半导体的PEC分解水示意图
江苏大学硕士学位论文3反应以一个合理的速度进行，一定的过电位是必要的以平衡反应过程中存在的热力学和动力学方面的能量损耗[24]。因此，有效的PEC分解水最低禁带宽度为1.8eV。经过几十年的发展，已形成较为完善的理论基矗图1.2表示常见的半导体材料的能带示意图，对应不同半导体的价导带位置及禁带宽度禁带[25]。常见的半导体材料：BiVO4[26,27]、WO3[28]、ZnO[29]、Fe2O3[30]等。图1.1基于n型半导体的PEC分解水示意图。Fig.1.1SchematicdiagramoffromwatersplittingbyPECbasedonn-typesemiconductor.图1.2在标准可逆氢电极下讨论的半导体的导带和价带位置。Fig1.2Thepositionofconductionbandandvalencebandofsemiconductorunderstandardreversiblehydrogenelectrode.
江苏大学硕士学位论文9历多次间歇喷雾过程后，调控喷雾时间和喷雾高度制备得到不同形貌和厚度的BiVO4光电极[62]。气相合成法的优势在于易于控制生长形态，能够合成低缺陷态的高质量BiVO4，缺点是成本较高。图1.3SEM图像（a）0.5h，（b）3h，（C）10h和（d）30h。Fig.1.3SEMimagesfor(a)0.5h,(b)3h,(c)10hand(d)30h.图1.4SEM图像（a）55°C/100h，（b）75°C/30h，（C）85°C/30h和（d）95°C/30h。Fig.1.4SEMimagesfor(a)55°C/100h,(b)75°C/30h,(c)85°C/30hand(d)95°C/30h.
【参考文献】：
期刊论文
[1]BiVO4 Photoanode with Exposed（040） Facets for Enhanced Photoelectrochemical Performance[J]. Ligang Xia,Jinhua Li,Jing Bai,Linsen Li,Shuai Chen,Baoxue Zhou. Nano-Micro Letters. 2018(01)
本文编号：3304217
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