Ni/NiO异质纳米片的合成及光辅助电解水性能
发布时间：2022-01-01 02:40
电解水是一种环境友好的生产氢能源的技术。该过程通常伴随着高的析氢（HER）和析氧（OER）过电位,发展一种简便、普适的策略来提高电催化剂的活性具有重要意义。最近研究表明,利用Au的表面等离子体效应,可以有效提高电催化剂的HER或OER活性。受此启发,廉价的半导体材料也能够有效捕获、转换太阳能,可能产生与Au类似的作用,增强电催化剂的活性。然而,利用半导体光辅助增强电催化剂活性的研究仍未引起学者的关注。基于此,本论文利用半导体材料受光激发产生光生载荷子,调控电催化活性中心的电子密度来增强HER和OER活性。选择Ni/NiO为模型系统,设计合成了Ni/NiO面内异质超薄纳米片阵列。在该体系中,Ni是HER活性位点,NiO作为半导体,既是光响应组分,也是OER的活性位点源。光照后,HER和OER的质量活性分别增强10倍和2.6倍,增强的活性可以维持在12小时以上,表现出较高的稳定性。当Ni/NiO用作阴极产氢时,光生电子从激发的NiO向HER活性Ni的转移,导致了HER性能的增强;用作阳极产氧时,光生空穴促进NiIII/IV活性物种的加速形成,引起OER性能的增强。另外...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）单独半导体的光吸收范围；（b）多重等离子体光敏剂捕获完整的太阳光谱；（c）两种典型半导体的吸收和（d）单独半导体用于水分解的理想带隙[1]
1-2 等离子能量从金属传递到半导体的三种机理：（a）光捕获；（b）等离子元共振能量转移；（c）热电子注入和（d）光激发后等离子激元的演变过程Figure 1-2 Three mechanisms of plasmonic energy transfer from a metal to amiconductor. (a) Light scattering; (b) plasmon-induced resonance energy transf) hot electron injection; (d) evolution of the plasmon after being excited by ligh等离子体金属纳米结构应用到光催化剂中后，等离子体基元主要通过以调节光催化反应: i）强的光吸收; ii）密集的远场光散射；iii）强的近场电iv）丰富的热载流子和 v）等离子体加热效应。这些效应可能改变半导体的物理和化学过程，例如，光吸收，电荷分离、迁移和复合等。综合来中的等离子体能量主要通过三种机理传递到半导体：i）光散射/捕获；子体激元共振能量转移（PIRET）和 iii）热电子注入，又称为直接电子传递（1）光散射/捕获。对于胶体金属颗粒来说，LSPR 消光带来自于光吸收两方面的贡献。在直径大于 50 nm 的金属颗粒中，光散射在 LSPR 带占主
可以调节 PIRET 效率或光捕获效率。此外，它可以直接确定能量转移机制在半导体光转换增强中占主导地位。当带隙大于与等离子体共振带在可见光或近红外光范围内的金属耦合时，理可用于等离子体激元能量的转移，导致只有很有限的等离子导体中的光转换。最优选择是将带隙小于 2.5 eV 的半导体与于可见光或近红外光范围内的金属耦合，这将允许前面提高的转移机理同时发挥作用，从而可以达到太阳能转换的理论最大化水分解概述同能量驱动水分解
本文编号：3561484
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）单独半导体的光吸收范围；（b）多重等离子体光敏剂捕获完整的太阳光谱；（c）两种典型半导体的吸收和（d）单独半导体用于水分解的理想带隙[1]
1-2 等离子能量从金属传递到半导体的三种机理：（a）光捕获；（b）等离子元共振能量转移；（c）热电子注入和（d）光激发后等离子激元的演变过程Figure 1-2 Three mechanisms of plasmonic energy transfer from a metal to amiconductor. (a) Light scattering; (b) plasmon-induced resonance energy transf) hot electron injection; (d) evolution of the plasmon after being excited by ligh等离子体金属纳米结构应用到光催化剂中后，等离子体基元主要通过以调节光催化反应: i）强的光吸收; ii）密集的远场光散射；iii）强的近场电iv）丰富的热载流子和 v）等离子体加热效应。这些效应可能改变半导体的物理和化学过程，例如，光吸收，电荷分离、迁移和复合等。综合来中的等离子体能量主要通过三种机理传递到半导体：i）光散射/捕获；子体激元共振能量转移（PIRET）和 iii）热电子注入，又称为直接电子传递（1）光散射/捕获。对于胶体金属颗粒来说，LSPR 消光带来自于光吸收两方面的贡献。在直径大于 50 nm 的金属颗粒中，光散射在 LSPR 带占主
可以调节 PIRET 效率或光捕获效率。此外，它可以直接确定能量转移机制在半导体光转换增强中占主导地位。当带隙大于与等离子体共振带在可见光或近红外光范围内的金属耦合时，理可用于等离子体激元能量的转移，导致只有很有限的等离子导体中的光转换。最优选择是将带隙小于 2.5 eV 的半导体与于可见光或近红外光范围内的金属耦合，这将允许前面提高的转移机理同时发挥作用，从而可以达到太阳能转换的理论最大化水分解概述同能量驱动水分解
本文编号：3561484
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3561484.html
