CuBi 2 O 4 基光电阴极的制备及其水还原性能的研究

发布时间：2022-04-18 20:42

　　光电分解水制氢是一种解决化石燃料短缺问题很有前途的方法,由于氢的无碳和高能量的特性。事实上,利用半导体直接把水还原成氢气的技术已经被广泛研究,因为它只利用分布广泛的水和阳光。因此,CuBi₂O₄（CBO）作为具有含量丰富的、有潜力的和窄带隙的（1.5-1.8 eV）p型半导体光电阴极材料引起了人们的关注。但是由于其体相载流子分离效率低、自身稳定性差等缺点限制了其光电性能。为了解决这些问题我们集中研究了异质结、保护层、同质结和表面处理对CBO光催化活性的影响,主要内容分为两个部分:1.我们设计并使用ZnSe和P25对CBO薄膜进行改性,由此得到了一个稳定的、高效的CuBi₂O₄/ZnSe/P25光电阴极。结果表明,这种新型光电阴极具有杰出的0.43 mA/cm~2电流密度,是纯CBO的两倍以上。系统研究表明光电极良好性能归因于ZnSe和P25之间的异质结构,ZnSe的高电子迁移率和CBO的空穴抽出能力。另外,P25保护层可以有效地阻止光电极与电解液接触并提高稳定性（测试5000 s后,保留了近90%的... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光电化学水分解
    1.3 基本瓶颈和解决方法
        1.3.1 电子-空穴对的复合
        1.3.2 表面的氧化/溶解
        1.3.3 反应动力学
    1.4 光电极材料
        1.4.1 光电阳极材料
            1.4.1.1 TiO_2光电阳极
            1.4.1.2 WO_3光电阳极
            1.4.1.3 BiVO_4光电阳极
            1.4.1.4 Fe2O_3光电阳极
        1.4.2 光阴极材料
            1.4.2.1 金属氧化物
            1.4.2.2 Ⅲ-Ⅴ族材料
            1.4.2.3 硅
            1.4.2.4 含铜硫属化合物
            1.4.2.5 Ⅱ–Ⅳ族化合物组材料
        1.4.3 CuBi_2O_4存在的问题以及现状
    1.5 论文的研究思路和内容
    参考文献
第二章 合理设计的CuBi_2O_4光电阴极异质结提高光电化学水还原过程中的活性和稳定性
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 化学试剂
        2.2.2 制备CBO薄膜光电阴极
        2.2.3 制备ZnSe/CBO光电阴极
        2.2.4 制备P25/ZnSe/CBO光电阴极
        2.2.5 材料表征
        2.2.6 PEC水分解测试
        2.2.7 相关公式
    2.3 结果与讨论
    2.4 结论
    参考文献
第三章 氧空位调控的同质结结构CuBi_2O_4光电阴极应用于高效的太阳能水还原
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 化学试剂
        3.2.2 不规则-CBO光电阴极的制备
        3.2.3 Zn-CBO光电阴极的制备
        3.2.4 CBO/Zn-CBO光电阴极的制备
        3.2.5 O_v/CBO/Zn-CBO光电阴极的制备
        3.2.6 材料表征
        3.2.7 PEC分解水测试
        3.2.8 相关公式
    3.3 结果与讨论
    3.4 结论
    参考文献
第四章 结论
研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]ALD-coated ultrathin Al2O3 film on BiVO4 nanoparticles for efficient PEC water splitting[J]. Guo-Liang Chang,De-Gao Wang,Yu-Ying Zhang,Ali Aldalbahi,Li-Hua Wang,Qian Li,Kun Wang.  Nuclear Science and Techniques. 2016(05)



本文编号：3646334