铟/钴硫属化合物改性硫化镉纳米阵列@二硫化钼的制备及其光电析氢性能研究
发布时间：2022-01-16 13:58
氢能被称作21世纪的清洁能源,其燃烧热值大,产物无污染,使用氢能是缓解环境污染现状,减弱能源危机的有力手段。氢气的制备方式之一是光电催化析氢,过程中较为重要的一个环节是催化剂的制备。开发有效的析氢反应催化剂是解决能源问题过程中制胜的关键。鉴于硫化镉合适的能带结构和优越的光吸收性能,多将其用于光电催化析氢反应之中。但是CdS单独作为催化剂使用时容易发生光腐蚀,且受光激发后容易发生光生电子和空穴的复合,影响其催化性能,故而需要将硫化镉与其他金属硫化物配合使用。二硫化钼具有特殊的片层结构,其能带与硫化镉相匹配,是我们理想的选择。本文对改性硫化镉@二硫化钼的制备进行了探索,引入了第三种有助于催化反应的化合物,并根据第三化合物的不同设计了两种硫化镉纳米阵列@二硫化钼复合体系,对其光电析氢活性进行了讨论。研究内容如下:以硝酸镉为镉源,钼酸钠为钼源,氯化铟为铟源,通过两步水热法,成功制得了 CdS@MoS2/In2S3核壳催化剂,并调节Mo/In投料比探讨了投料比不同对催化剂活性的影响。该三元复合催化剂电子与空穴的分离效率得到提高,其光吸收范围和光吸收强度相对一元与二元复合催化剂进一步扩大,偏压-0...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]溅射功率对硫化镉薄膜结构和光电性能的影响[J]. 杨恢东,王菁,张翠媛,夏锦辉,李俊魁,谢泳伦,常晨,周铉池,温俊文. 人工晶体学报. 2018(09)
[2]具对称电极结构的中温固体氧化物电解池电解水制氢技术[J]. 陆玉正,王军,蒋川,杨嵩,张耀明. 农业工程学报. 2017(09)
硕士论文
[1]红外纳米材料的制备及其在近红外发光二极管与双稳态器件中的应用[D]. 程陆玲.河南大学 2016
[2]MoS2基杂化结构用于光电催化析氢反应的研究[D]. 李倩.北京化工大学 2016
[3]二硫化钼及其复合物的制备和光解水产氢性能研究[D]. 王丽姣.郑州大学 2015
[4]超高迁移率p型CdS纳米线：表面电荷转移掺杂及其光伏器件[D]. 李方泽.合肥工业大学 2013
本文编号：3592798
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２?（ａ）块状和（ｂ）层状Ｍ０Ｓ２不意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?（ａ）?ｂｌｏｃｋｙ?ａｎｄ?（ｂ）?ｌａｙｅｒｅｄ?Ｍ０Ｓ２??
２）?ＣｄＳ纳米棒阵列的制备：用天平称取０．０６４８?ｇ硝酸镉，０．０２５８?ｇ谷胱甘肽??和０．０２４０?ｇ硫脲，取３０?ｍＬ去离子水配制溶液（三者浓度比为７?ｍｍｏｌ?Ｌ－１：１０．５?ｍｍｏｌ?Ｌ－１：??２．８ｍｍｏｌ?ｌ／１）。超声ｌＯｍｉｎ，使溶液混合均匀，随后将溶液倒入釜胆，保证ＩＴＯ导电??面朝下放入釜胆中，封好水热釜。放入２００?°Ｃ真空干燥箱中恒温３?ｈ，关闭之后随炉??冷却５?ｈ。得到的样品用去离子水和乙醇冲洗、浸泡后烘干，收入样品盒。??３．２．２形貌结构??图３－１?ＣｄＳ纳米棒阵列ＳＥＭ图??Ｆｉｇ．?３－１?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?（ＳＥＭ）?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＣｄＳ?ｎａｎｏｒｏｄ?ａｒｒａｙ??图３－丨是ＣｄＳ纳米棒阵列的ＳＥＭ图，ＣｄＳ纳米棒近乎垂直于ＩＴＯ基体生长，表??面光滑，长约５００￣６００?ｎｍ，宽约１００￣１５０?ｎｍ，呈六棱柱型，阵列整体粗细相接近，??较为均匀。??用ＸＲＤ表征制备得到的硫化镉样品（图３－２），发现除ＩＴＯ的峰外，样品在２４．６°，??２６．４。和２８．１°处有三个峰，分别与ＣｄＳ标准卡片（ＪＣＰＤＳ４Ｍ０４９）中的（１００），（００２），??（１０１）晶面相对应。（００２）晶面对应的衍射峰非常强，这表明该六方晶相的ＣｄＳ具??有非常好的结晶性。曲线中无其他杂峰，证明所得样品为单纯的硫化镉。??图３－３所示ＸＰＳ图进一步证实了?ＣｄＳ的存在。图（ｂ）中，１６１．９１?ｅＶ和１６３．１１?ｅＶ??处是Ｓ２ｐ的特征峰，图（ｃ）中４０５．５０?ｅＶ和４１２．３０?ｅＶ处是Ｃｄ?３ｄ的特征峰。??通过以上结构和形貌表征，确定此方
?第三章ＣｄＳ＠Ｍ〇Ｓ２／丨ｍＳ３复合催化剂制备以及光电催化析氢性能研究???其他杂质。??ｉ??３??ＣＯ??Ｉ?ｆ?Ｉ?Ｉ??—?▲１?ｒ?＿?－?－?ＣｄＳ??——ＸＪＬ?…?ＪＴＯ??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０??２?Ｔｈｅｔａ?／?ｄｅｇｒｅｅ??图３－２?ＣｄＳ的ＸＲＤ图??Ｆｉｇ．?３－２?Ｘ－ｒａｙ?ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?（ＸＲＤ）?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ＣｄＳ??（ａ）?ｊ?（ｂ）?—?１?（ｃ）???１ＪＬ?ｌｌＡ??。２００?ｒ—ＵＶ０００?，Ｍ。?１６６?晰?ＵｒＪｇＵ礙，，１（０?１５９?，ｕ?＇＾Ｂ＾ＳｇＥｎｌＳＳ，／．＾?４０４?＜〇２??图３－３?ＣｄＳ纳米棒阵列ＸＰＳ图??Ｆｉｇ．?３－３?Ｘ－ｒａｙ?ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ?（ＸＰＳ）?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ＣｄＳ?ｎａｎｏｒｏｄ?ａｒｒａｙ??３．２．３光电化学性能??（ａ），ｅＴ－??（ｂ）＾ｉ?ｒ??＼?２５．?—ＣｄＳ?Ｅｇ＝２．４０?ｅＶ?／??Ｖ?—?Ｃｄ！＿?５??Ｊ＼??〇．〇Ｊ￣，￣．￣，￣．￣，￣．￣，￣．￣，￣．￣?????，?￣￣ｌ＿＾??４００?５〇ＷａｖｅＴｅ〇ｎｇｔｈ７／〇ｎ°ｍ?８００?９００?１４?１６?１８￡／６＾?２２?２４??图３＊４?ＣｄＳ纳米棒阵列的紫外－可见光吸收谱图（ａ）和能带图（ｂ）??Ｆｉｇ．３－４?（ａ）?ＵＶ－ｖｉｓｉｂｌｅ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｓｐｅｃｔｒａ?ａｎｄ?（ｂ）?Ｂａｎｄ?ｇａｐ?ｏｆ?ＣｄＳ?ｎａｎｏｒｏｄ?ａｒｒａｙ??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]溅射功率对硫化镉薄膜结构和光电性能的影响[J]. 杨恢东,王菁,张翠媛,夏锦辉,李俊魁,谢泳伦,常晨,周铉池,温俊文. 人工晶体学报. 2018(09)
[2]具对称电极结构的中温固体氧化物电解池电解水制氢技术[J]. 陆玉正,王军,蒋川,杨嵩,张耀明. 农业工程学报. 2017(09)
硕士论文
[1]红外纳米材料的制备及其在近红外发光二极管与双稳态器件中的应用[D]. 程陆玲.河南大学 2016
[2]MoS2基杂化结构用于光电催化析氢反应的研究[D]. 李倩.北京化工大学 2016
[3]二硫化钼及其复合物的制备和光解水产氢性能研究[D]. 王丽姣.郑州大学 2015
[4]超高迁移率p型CdS纳米线：表面电荷转移掺杂及其光伏器件[D]. 李方泽.合肥工业大学 2013
本文编号：3592798
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