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扫描电化学显微镜在光电催化水分解界面动力学中的应用研究

发布时间:2021-10-14 08:26
  人类面临的能源危机与环境问题使获取新的可替代能源成为人们的研究热点之一。近些年,利用光电催化剂催化分解水制氢技术得到了快速发展,但人们对光电催化水分解过程中光生载流子在体相中的激发,传输,复合以及在光电极/电解质界面的交换行为还未有一个清晰的认识,而这些动力学过程对催化剂的催化性能具有重要影响。扫描电化学显微镜(SECM)兼具薄层池及超微电极的特点,使其在测试中具有较高的空间分辨率的质量转移速率,能在稳态条件下研究界面的反应动力学过程,基于SECM的独特优势,我们采用SECM反馈模式研究了不同类型光电催化剂在光电催化水分解过程中的界面动力学过程。实验所获得的动力学参数对催化机理的研究与催化剂的优化具有重要的指导意义。具体实验内容如下:首先,我们探究了BiVO4在光电催化水分解过程中的再生过程与光生载流子在光阳极/电解质界面的复合行为,在此基础上,我们又系统研究了助催化剂/BiVO4光阳极复合体系的再生动力学行为与光生电荷的复合行为(助催化剂包括Ni-Fe-LDH、RuOx、CoPi)。实验发现助催化剂极大抑制了光电催化剂光生电荷的界面复合过程... 

【文章来源】:华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:88 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

扫描电化学显微镜在光电催化水分解界面动力学中的应用研究


扫描电化学显微镜结构示意图

硼砂玻璃,超微电极,外壳,结构示意图


2微电极结构示意图,1 为环氧树脂密封部分,2 为硼砂玻璃管绝缘外壳,3 为线,4 为铂丝。化学显微镜工作模式包括反馈模式 (Feedback Mode),产生收集模式 (Generation/Coll传递反馈模式 (Ion Transfer Feedback Mode) 等多种工作模式,进行界面反应机理研究,同时具有较高的分辨率与传质速率,因此学、化学、材料学等各个领域。作为一种新型的扫描探针技术手同的工作模式来实现其不同的功能。

反馈模式,基底,工作模式,扫描电化学显微镜


华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文.2.1 扫描电化学显微镜反馈模式 (Feedback Mode)反馈模式于 1990 年由 Kwak 和 Bard 首次提出并验证[5],作为 SECM 最经典作模式之一,反馈工作模式在科学研究中得到了长足发展与广泛应用。SECM 反式工作原理如图 1-3 所示。


本文编号:3435803

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