MoS 2 /ZnCoS复合材料的制备及其光催化裂解水产氢性能研究

发布时间：2023-06-03 11:47

　　太阳能光催化水分解产氢由于能缓解对化石燃料的依赖并改善环境污染等问题而具有重要的研究价值。虽然目前在高效光催化剂的研究方面取得了很大的进展,但光催化剂在反应中的光源利用率、稳定性和产氢效率仍然需要重大突破。提高太阳能产氢效率的有效途径是增强低成本和高稳定光催化剂的光捕获能力并促进电荷的转移。在所研究的光催化剂中,过渡金属硫属元素化合物由于其固有的半导体特性和良好的光电性质而吸引了大量的关注,特别是,ZnS由于其低成本、高电化学稳定性、快速电子迁移率和光激发电子的高还原电位作为有效的光催化剂而被广泛研究。然而,在可见光范围,ZnS通常由于其大的光学带隙和光生电子-空穴对的快速复合表现出较差的光催化活性。本文发展了一种简单、低成本、结构可控的合成路线,包括金属有机骨架(MOFs)模板化和同时硫化光催化剂以及负载MoS₂助催化剂,显著改善了低成本金属硫化物半导体的光催化性能。由于所有过渡金属硫化物相互共用硫原子促使了ZnCoS固溶体结构和稳定的金属1T-MoS₂相的形成。这种制备先进材料的新方法可以进一步扩展到MoS₂的相可控...

【文章页数】：94 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 半导体光催化裂解水产氢研究概述
        1.2.1 半导体光催化裂解水原理
    1.3 提高半导体光解水产氢性能的途径
        1.3.1 离子掺杂
        1.3.2 尺寸和形貌调控
        1.3.3 助催化剂修饰
        1.3.4 染料光敏化
    1.4 金属有机骨架材料简介
    1.5 MOFs的模板优势及其在催化领域中的应用
        1.5.1 基于MOFs的模板优势
        1.5.2 基于MOFs前驱体的复合材料在催化领域的应用
    1.6 二硫化钼概述
        1.6.1 二硫化钼的结构性质
        1.6.2 二硫化钼在光催化领域的应用
    1.7 本文的研究思路和内容
        1.7.1 本文的思路和创新点
        1.7.2 本文的研究内容
第二章 MoS₂/ZnCoS复合材料的制备与表征
    2.1 实验试剂及仪器
    2.2 ZnCo-ZIF为模板两步法制备MoS₂/ZnCoS复合材料
        2.2.1 Zn_xCo_1-x-ZIF材料的制备
        2.2.2 Zn_xCo_1-x-ZIF空气下煅烧制备衍生物材料
        2.2.3 衍生物ZnO-Co₃O₄制备MoS₂/ZnCoS复合材料
        2.2.4 2%Pt/Zn_0.5Co_0.5S复合材料的制备
        2.2.5 EY-2%MoS₂/Zn_0.5Co_0.5S复合材料的制备
    2.3 ZnCo-ZIF、ZnO-Co₃O₄和MoS₂/ZnCoS材料的结构及形貌表征
        2.3.1 Zn_xCo_1-x-ZIF的 XRD和 SEM表征
        2.3.2 衍生物ZnO-Co₃O₄的XRD、SEM和 TEM表征
        2.3.3 m%MoS₂/Zn_xCo_1-x S复合材料的XRD、SEM和 TEM表征
        2.3.4 2%MoS₂/Zn_0.5Co_0.5S复合材料的XPS表征
        2.3.5 2%MoS₂/Zn_0.5Co_0.5S复合材料的拉曼表征
        2.3.6 2%MoS₂/Zn_0.5Co_0.5S复合材料的SEM、TEM、HRTEM等表征
    2.4 本章小结
第三章 MoS₂/ZnCoS复合材料的光解水产氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 光催化裂解水产氢反应的条件和操作
        3.2.1 光催化裂解水产氢性能测试
        3.2.2 光电化学测试
    3.3 材料光解水产氢性能及影响因素探究
        3.3.1 光催化裂解水产氢性能
        3.3.2 光催化裂解水产氢性能分析
    3.4 光催化剂光解水产氢活性机理研究
        3.4.1 光催化剂的光学特征分析
        3.4.2 光催化剂的光电性能研究
    3.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3829276