碳化硼光阴极的制备及其光电化学性能的研究

发布时间：2023-03-23 21:33

　　随着世界人口的增加,对煤、石油、天然气等化石能源的消耗量也在成倍地增长,从而全球化石能源的可使用年数也越来越少。而燃烧化学能源所产生的温室气体,以及硫、氮化物形成的酸雨,对人类居住的环境产生了非常恶劣的影响。而氢气,在与氧气燃烧后形成了非常清洁的水,同时伴随着大量能量的释放,所以作为清洁能源的氢气已经引起了科学家们的广泛关注,希望在未来,氢气可以成为在航空航天,汽车制造业等领域的不可再生燃料的替代品。最古老的制取氢气的方式为电解食盐水,在输入了大量的电能后又伴随产生了很多只能散逸出去的热量,这并不符合绿色化学的概念。尽管太阳能的稳定、清洁、易于获得,且能量巨大,使用时间更长。但其利用效率非常低下。为此,合理利用半导体材料对光的响应来分解水产生氢气的方式,已经成为解决这些难以逆转问题的有效途径。近日,一种不含金属组分、无毒且价格低廉而稳定性突出的半导体材料“碳化硼(B₄C)”引起了很多学者的关注。由于其本身化学性质稳定和超高的硬度,已经在超硬材料领域有着广泛的应用。而经过前人对该物质的理论研究得知,其电子跃迁后所形成的导带位置,在理论上也与光催化分解水产氢所需要的导...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 半导体光电催化产氢概述
        1.2.1 基本原理
        1.2.2 影响半导体光催化产氢的因素
        1.2.3 半导体光催化产氢的发展历史及研究现状
    1.3 B₄C半导体光催化
        1.3.1 B₄C薄膜的基本结构性质及研究现状
        1.3.2 B₄C薄膜的应用
    1.4 MoB和 Mo₂C概述
        1.4.1 MoB和 Mo₂C的结构特点
        1.4.2 合成方法概述
        1.4.3 电催化领域的应用
    1.5 本论文的研究内容和实际意义
第2章 CC/B₄C-Mo半导体材料的制备及其光电催化性能的研究
    2.1 引言
    2.2 主要化学试剂、仪器设备及表征手段
        2.2.1 主要化学试剂
        2.2.2 实验仪器设备
        2.2.3 样品表征
        2.2.4 光电化学性能测试
    2.3 镍负载的碳纤维布CC-Ni前驱体材料的制备与表征
        2.3.1 CC-Ni前驱体材料的制备
        2.3.2 CC-Ni前驱体材料的表征
    2.4 CC/B₄C的制备与表征
        2.4.1 CC/B₄C的制备
        2.4.2 CC/B₄C的表征
    2.5 CC/B₄C-Mo的制备与表征
        2.5.1 CC/B₄C-Mo的制备
        2.5.2 CC/B₄C-Mo的表征
    2.6 光电化学性能的研究
        2.6.4 IPCE光电转换效率测试
        2.6.5 本章实验中相关变量对光电化学性能的影响
    2.7 本章小结
第3章 CC/B₄C-Au和 CC/B₄C-Pt的光电化学性能的研究
    3.1 引言
    3.2 CC/B₄C-Au和 CC/B₄C-Pt实验部分
        3.2.1 化学试剂
        3.2.2 实验仪器及设备
        3.2.3 样品制备
        3.2.4 表征手段
        3.2.5 光电化学性能测试
    3.3 CC/B₄C-Au和 CC/B₄C-Pt的形貌表征
        3.3.1 SEM分析
    3.4 CC/B₄C-Au和 CC/B₄C-Pt光电化学性能研究
        3.4.1 LSV测试
        3.4.2 I-t测试
        3.4.3 EIS测试
    3.5 本章小结
第4章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的研究成果



本文编号：3768791