基于硫化物半导体光阳极的制备及光电化学性能研究

发布时间：2022-10-05 21:41

　　随着能源技术的创新,推动人类社会不断进步,化石燃料作为人类主要利用的能源,不仅面临枯竭的危险,还与医药、染料、重金属、元素富集等一起对环境造成严重破坏,因此,寻找可替代的清洁能源、净化已被污染的环境是目前需要解决的两大问题。氢气是一种来源广、可再生、燃烧热值高、燃烧产物只有水的绿色二次能源,当前受到广泛的关注。半导体光电化学分解水产氢和降解污染物是一种很有前景的技术,半导体光阳极材料的性能是影响光电转化效率的关键。由于具有资源丰富、较高的化学稳定性、制备方法简易、带隙较窄等优点,硫化镉（CdS）、硫化铜（CuS）、硫化铋（Bi₂S₃）等硫化合物半导体材料被广泛用于光电化学领域。但是,由于较低的可见光利用率、较高的电子空穴复合率等因素的影响,单一的硫化物半导体光电转化效率很低。本论文以提高硫化物基半导体的光电化学性能为目标,采用形成异质结构和元素沉积两种方法,成功制备了复合光阳极,并对其光电化学分解水产氢和降解染料的性能进行了研究。本论文的工作具体如下:第一部分,ZnO/CuS异质结复合光阳极的制备及其光电性能的研究采用水热、溶胶凝胶、旋涂和连... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 现有产氢的方式简介
    1.3 光电化学产氢和降解染料的原理
    1.4 影响光阳极材料性能的因素
    1.5 光阳极的制备和表征方法
        1.5.1 制备方法
        1.5.2 表征方法
    1.6 常见的光阳极半导体材料简介
        1.6.1 半导体分类
        1.6.2 ZnO的优缺点
        1.6.3 TiO_2的优缺点
        1.6.4 Fe_2O_3的优缺点
        1.6.5 硫化物半导体材料
    1.7 提高半导体光阳极性能的策略
    1.8 研究意义和内容
第2章 ZnO/CuS异质结复合光阳极的制备及其光电性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品及仪器
        2.2.2 ZnO种子层的制备
        2.2.3 ZnO纳米线阵列制备
        2.2.4 合成ZnO/CuS异质结
        2.2.5 ZnO/CuS光阳极表征
    2.3 结果与讨论
    2.4 本章小结
第3章 TiO_2/Bi_2S_3异质结复合光阳极的制备及其光电降解性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及仪器
        3.2.2 TiO_2纳米线阵列的制备
        3.2.3 制备TiO_2/Bi_2S_3复合光阳极
        3.2.4 TiO_2/Bi_2S_3光电降解测试
        3.2.5 TiO_2/Bi_2S_3复合光阳极表征
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
第4章 TiO_2/PbS异质结沉积Au的复合光阳极的制备及其光电降解性能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品及仪器
        4.2.2 实验过程
        4.2.3 TiO_2/PbS和TiO_2/Au/PbS光电降解测试
        4.2.4 TiO_2/PbS和TiO_2/Au/PbS复合光阳极表征
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]三维二硫化钼/还原氧化石墨烯气凝胶用作宏观可见光催化剂（英文）[J]. 张瑞阳,万文超,李大为,董帆,周莹.  催化学报. 2017(02)
[3]不同晶型Bi2O3可见光光催化降解罗丹明B的研究[J]. 邹文,郝维昌,信心,王天民.  无机化学学报. 2009(11)
[4]不同压力下光热催化分解水制氢行为研究[J]. 李秋叶,杜全超,吕功煊.  分子催化. 2008(02)
[5]工业制氢方法的比较与选择[J]. 刘一鸣.  化学与生物工程. 2007(03)
[6]太阳能制氢技术研究进展[J]. 黄金昭,徐征,李海玲,亢国虎,王文静.  太阳能学报. 2006(09)
[7]太阳能分解水制氢技术研究进展[J]. 王宝辉,吴红军,刘淑芝,盖翠萍.  化工进展. 2006(07)
[8]电解水制氢技术进展[J]. 倪萌,M.K.H.Leung,K.Sumathy.  能源环境保护. 2004(05)
[9]甲醇蒸汽转化制氢技术[J]. 郝树仁,李言浩,程玉春,王志亮.  齐鲁石油化工. 1997(04)



本文编号：3686556