硫化镉/二维碳化钛复合光催化材料的可控构建及制氢性能研究

发布时间：2024-01-16 20:04

　　近年来,全球能源短缺、环境污染问题愈发凸出。氢能因其热值高、燃烧无污染等优势被视为能够解决上述问题的最佳能源之一。利用绿色丰富的太阳能催化水分解产生氢气是获得氢能的理想途径,而该技术的关键在于高效半导体光催化材料的设计和制备。虽然,目前已发现的多数纯相半导体能够表现出一定的光催化活性,但这些单相半导体的光吸收较窄、电子-空穴复合严重导致材料分解水制氢效率仍然较低。研究表明,将合适的两种或多种半导体材料进行复合构建,可以有效地增加光吸收范围和提升光生载流子的分离效率。但是复合材料的化学组成、结构、表界面性质、化学稳定性等因素会显著影响材料的光催化性能。因此,开发组成可控、尺寸可调、界面耦合紧密且化学稳定的复合材料是获得高效光催化材料的关键。硫化镉材料被证实不仅拥有与水分解匹配的能带结构,良好的可见光响应能力,更具备可调的低维纳米结构,是用于光解水产氢的理想材料。然而该类材料存在严重的光腐蚀、易发生光生电子-空穴对重组等不足,这极大地限制了其在光催化制氢方面的应用。本文以不同维度的硫化镉作为主体材料,将其与高电导率的超薄二维碳化钛纳米材料进行复合。通过可控构筑紧密的异质界面,促进光生电子的...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

本文编号：3879147