双金属驱动Z型光催化剂的制备及光催化全分解水性能

发布时间：2023-04-22 03:33

　　Z型光催化材料在光催化全分解水方面具有广阔的应用前景,但其光生电子、空穴在热力学上倾向于输运至传输介质(金属)复合,降低了高能光生载流子的分离效率,造成光-氢转换效率的低下。针对这个问题,本课题组提出新的概念:Z型光催化材料的结构由光催化剂/金属/光催化剂改为光催化剂/金属A/金属B/光催化剂。金属接触形成接触电势差分离高能光生载流子使其保留在光催化剂内部分解水;吸引低能光生载流子进入金属内部复合。这样双金属就驱动了光生载流子的输运,实现选择性分离和复合。本工作研究了双金属驱动Z型光催化材料的能带结构、制备及其光催化全分解水性能。基于Z型结构模型,对双金属驱动的Z型能带结构进行了初步的研究,主要通过浸渍法、表面吸附法和微波还原法,构建半导体光催化剂与单一金属和双金属的Z型结构,系统的研究了单一金属、双金属与半导体接触对光催化剂的光催化分解水产氢性能影响。本文从能带结构理论上说明了双金属能带结构能够有效的驱动光生载流子的输运、提升光催化材料的光催化性能,通过实验手段制备双金属驱动的Z型光催化材料,并研究双金属驱动Z型光催化材料的载流子输运对光催化全分解水产氢性能的影响,最终得到优异的太阳...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光催化分解水概述
        1.2.1 光催化分解水反应基本原理
        1.2.2 能量转换效率
    1.3 光催化全分解水的研究现状与挑战
    1.4 有效分离光生电子和光生空穴的方法
    1.5 Z型结构体系全分解水反应的研究与挑战
    1.6 本课题研究的主要内容与意义
第二章 材料制备及表征
    2.1 引言
    2.2 实验仪器与设备
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 仪器设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 浸渍法
        2.3.2 微波法
    2.4 材料的结构与性能表征
        2.4.1 结构/物相表征
        2.4.2 吸光分析
        2.4.3 光催化性能测试
        2.4.4 稳定性测试
第三章 双金属Z型驱动WO₃/Graphene/Ag/TiO₂复合材料的制备及其在光催化全分解水中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 材料制备
        3.2.2 光催化性能测试
    3.3 材料表征与分析
    3.4 吸光性分析
    3.5 光催化产氢性能测试与分析
    3.6 作用机制
    3.7 太阳能转化氢的效率(STH效率)
    3.8 本章小结
第四章 双金属Z型WO₃/C/Ag/TiO₂复合材料的制备及其在光催化全分解水中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 材料制备
        4.2.2 光催化性能测试
    4.3 材料表征与分析
    4.4 吸光性分析
    4.5 光催化产氢性能测试与分析
    4.6 作用机制
    4.7 本章小结
    4.8 太阳能转化氢的效率(STH效率)
第五章 双金属Z型驱动CdS/Ag/C/BiVO₄光催化材料的制备及其在光催化分解水中的应用
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 材料制备
        5.2.2 光催化性能测试
    5.3 材料表征与分析
    5.4 吸光性分析
    5.5 光催化产氢性能测试与分析
    5.6 太阳能转化氢的效率(STH效率)
    5.7 作用机制
    5.8 本章小结
第六章 结束语
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间发表的学术论文



本文编号：3796834