BiVO 4 /ZnO光阳极担载卟啉镍骨架催化剂的光电性能研究
发布时间：2023-03-26 12:59
本文设计构建BiVO4作为吸光层,ZnO作为催化剂负载活性位点,引入NiPor制备NiPor-MOF骨架催化剂,构建NiPor-MOF修饰的BiVO4/ZnO复合光阳极,成功提升了电极表面反应动力学。通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、电子顺磁共振等测试,对复合材料进行了结构与形貌表征,并通过电化学测试研究了该复合材料的光电性能。利用水浴加热法制备了具有六方柱状阵列形貌的ZnO薄膜,XPS、EPR、PL等测试证明了ZnO氧空位的存在。紫外测试表明其吸收带边在415 nm处,禁带宽度为3.0 eV。电化学测试表明ZnO的导带与价带位置分别为0.23 V和3.23 V,ZnO氧空位的能量为2.43 V。以电沉积方法制备BiVO4薄膜,通过UV-vis得其吸收带边在510 nm,禁带宽度为2.4 eV。其空穴分离效率为ηsep=88.65%。成功制备了BiVO4/ZnO复合光阳极,在1.23 V电位下,其在水中的电流密度为1.32 mA cm-2,在亚硫酸钠中电...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 光阳极的选择
1.3 BiVO4材料的研究进展
1.4 催化剂对于光阳极的影响
1.5 具有水氧化功能的金属有机配位化合物的研究进展
1.6 ZnO材料的研究进展
1.7 研究现状简析
1.8 主要研究内容
第2章 实验仪器药品与测试方法
2.1 实验仪器与药品
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品
2.2 光电极导电基底材料
2.3 表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜
2.3.2 X射线衍射测试
2.3.3 电感耦合等离子体发射光谱测试
2.3.4 X射线光电子能谱测试
2.3.5 电子顺磁共振测试
2.3.6 紫外-可见分光光谱测试
2.3.7 荧光光谱测试
2.3.8 表面光电压测试
2.3.9 电化学测试
第3章 BiVO4/ZnO复合光阳极的制备与性能表征
3.1 引言
3.2 ZnO薄膜的制备
3.3 ZnO薄膜的性能表征
3.3.1 ZnO薄膜的形貌表征
3.3.2 ZnO薄膜的EPR表征
3.3.3 ZnO薄膜的XPS表征
3.3.4 ZnO薄膜的荧光测试
3.3.5 ZnO薄膜的UV-vis表征
3.3.6 ZnO薄膜的Mott-Schottky测试
3.4 BiVO4薄膜的制备
3.5 BiVO4薄膜的结构与形貌表征
3.5.1 BiVO4薄膜的XRD表征
3.5.2 BiVO4的形貌表征
3.5.3 BiVO4的紫外-可见光吸收测试
3.5.4 BiVO4光阳极的Jabs
3.6 BiVO4光阳极的光电性能
3.6.1 BiVO4光阳极的空穴分离效率
3.6.2 BiVO4光阳极的Mott-Schottky测试
3.7 BiVO4/ZnO复合光阳极的制备
3.8 BiVO4/ZnO复合光阳极的结构与形貌表征
3.8.1 BiVO4/ZnO复合光阳极的XRD测试
3.8.2 BiVO4/ZnO复合光阳极的形貌表征
3.8.3 BiVO4/ZnO复合光阳极的UV-vis表征
3.9 BiVO4/ZnO复合光阳极的光电性能测试
3.9.1 BiVO4/ZnO复合光阳极的表面光电压测试
3.9.2 BiVO4/ZnO复合光阳极的线性扫描伏安测试
3.10 本章小结
第4章 NiPor-MOF修饰复合光阳极的性能研究
4.1 引言
4.2 NiPor-MOF在FTO基底上的制备与性能研究
4.2.1 NiPor的制备
4.2.2 NiPor-MOF在FTO上的制备
4.2.3 FTO/NiPor-MOF的XRD测试
4.2.4 FTO/NiPor-MOF的循环伏安测试
4.3 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的制备
4.4 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的性能表征
4.4.1 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的UV-vis测试
4.4.2 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的形貌表征
4.4.3 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的LSV测试
4.4.4 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的EIS测试
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3771003
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 光阳极的选择
1.3 BiVO4材料的研究进展
1.4 催化剂对于光阳极的影响
1.5 具有水氧化功能的金属有机配位化合物的研究进展
1.6 ZnO材料的研究进展
1.7 研究现状简析
1.8 主要研究内容
第2章 实验仪器药品与测试方法
2.1 实验仪器与药品
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品
2.2 光电极导电基底材料
2.3 表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜
2.3.2 X射线衍射测试
2.3.3 电感耦合等离子体发射光谱测试
2.3.4 X射线光电子能谱测试
2.3.5 电子顺磁共振测试
2.3.6 紫外-可见分光光谱测试
2.3.7 荧光光谱测试
2.3.8 表面光电压测试
2.3.9 电化学测试
第3章 BiVO4/ZnO复合光阳极的制备与性能表征
3.1 引言
3.2 ZnO薄膜的制备
3.3 ZnO薄膜的性能表征
3.3.1 ZnO薄膜的形貌表征
3.3.2 ZnO薄膜的EPR表征
3.3.3 ZnO薄膜的XPS表征
3.3.4 ZnO薄膜的荧光测试
3.3.5 ZnO薄膜的UV-vis表征
3.3.6 ZnO薄膜的Mott-Schottky测试
3.4 BiVO4薄膜的制备
3.5 BiVO4薄膜的结构与形貌表征
3.5.1 BiVO4薄膜的XRD表征
3.5.2 BiVO4的形貌表征
3.5.3 BiVO4的紫外-可见光吸收测试
3.5.4 BiVO4光阳极的Jabs
3.6 BiVO4光阳极的光电性能
3.6.1 BiVO4光阳极的空穴分离效率
3.6.2 BiVO4光阳极的Mott-Schottky测试
3.7 BiVO4/ZnO复合光阳极的制备
3.8 BiVO4/ZnO复合光阳极的结构与形貌表征
3.8.1 BiVO4/ZnO复合光阳极的XRD测试
3.8.2 BiVO4/ZnO复合光阳极的形貌表征
3.8.3 BiVO4/ZnO复合光阳极的UV-vis表征
3.9 BiVO4/ZnO复合光阳极的光电性能测试
3.9.1 BiVO4/ZnO复合光阳极的表面光电压测试
3.9.2 BiVO4/ZnO复合光阳极的线性扫描伏安测试
3.10 本章小结
第4章 NiPor-MOF修饰复合光阳极的性能研究
4.1 引言
4.2 NiPor-MOF在FTO基底上的制备与性能研究
4.2.1 NiPor的制备
4.2.2 NiPor-MOF在FTO上的制备
4.2.3 FTO/NiPor-MOF的XRD测试
4.2.4 FTO/NiPor-MOF的循环伏安测试
4.3 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的制备
4.4 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的性能表征
4.4.1 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的UV-vis测试
4.4.2 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的形貌表征
4.4.3 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的LSV测试
4.4.4 NiPor-MOF修饰BiVO4/ZnO复合光阳极的EIS测试
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3771003
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