有机-金属卤化物钙钛矿材料的水相光催化应用研究
发布时间：2024-02-26 14:17
资源短缺和环境污染是21世纪制约人类社会发展的两大难题,也已经引起了世界各国的普遍关注,尽管如此,目前维持世界经济发展的主要资源还是以化石能源为主的一次能源,并且消耗量逐年增加。面对愈发严峻和危急的形势,人们开始着力于可再生清洁能源的开发和利用,而取之不尽、用之不竭的太阳能是人们最为关注和重点开发的理想能源。光催化技术可以通过半导体光催化剂将太阳能转化为可以储存的化学能,作为人类应对能源和环境问题的一种有效途径,应用前景十分广阔。由于氢气(H2)是一种十分理想的清洁能源,半导体光催化产氢技术自出现以来便受到全世界科研工作者的普遍关注,并且几十年来经久不息。相比于全解水产氢,光催化分解氢碘酸(HI)是一种将太阳能转化为化学能更为容易的方式,这是因为水的分解是四电子过程,而HI的分解是个两电子过程,同时由于I-的氧化过电位更低,因而催化分解HI的反应相对更容易进行。此外,碘-硫循环分解水制氢被公认为是效率最高的热催化分解水制氢的反应,而该反应中的关键一步便是热分解HI制氢,因而用太阳能代替热能,研究光催化分解HI具有重要的工业价值。另一方面,光催化分解HI的工作环境为强酸性溶液,大多数传统...
【文章页数】：180 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 钙钛矿型化合物
1.1.1 钙钛矿的起源和发展
1.1.2 钙钛矿化合物的结构特点
1.1.3 钙钛矿的电子结构及能带理论
1.1.4 钙钛矿化合物的物理性质
1.1.5 钙钛矿材料在光催化方面的应用
1.2 卤化物钙钛矿材料的兴起
1.2.1 卤化物钙钛矿材料的起源与发展
1.2.2 卤化物钙钛矿的晶体结构、电子结构及基本性质
1.2.3 卤化物钙钛矿在太阳能电池领域的发展和其它领域的应用
1.2.4 卤化物钙钛矿材料发展所面临的问题与前景
1.3 卤化物钙钛矿材料的光催化研究进展
1.3.1 卤化物钙钛矿光电极的研究与发展
1.3.2 卤化物钙钛矿材料的水相光催化研究
1.3.3 卤化物钙钛矿材料的有机相光催化研究
1.4 选题意义及研究内容
参考文献
第二章 有机-金属杂化钙钛矿材料的水相光催化研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 CH3NH3PbI3,CH3NH3PbBr3的水相合成及处理
2.2.2 材料的表征
2.2.3 光催化性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 CH3NH3PbX3(Br,I)的结构和形貌表征
2.3.2 钙钛矿水相光催化分解氢卤酸性能研究
2.3.3 温度、后处理及助催化剂对钙钛矿材料形貌和催化性能的影响
2.4 本章小结
参考文献
第三章 表面修饰促进卤化物钙钛矿光催化剂的光生载流子分离效率
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 材料及样品的合成制备
3.2.2 材料及样品的测试与表征
3.2.3 光催化产氢性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 MAPbI3与rGO的复合及复合方式讨论
3.3.2 MAPbI3/rGO光催化产氢性能研究
3.3.3 rGO修饰增强MAPbI3光催化活性机理讨论
3.4 本章小结
参考文献
第四章 卤素离子组分调控促进钙钛矿光催化剂中的光生载流子传输
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料的合成制备
4.2.2 材料的表征及性能测试
4.2.3 光催化产氢性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 结构与形貌表征
4.3.2 卤素离子浓度梯度及渐变带隙的形成
4.3.3 光催化性能的测试研究
4.3.4 漏斗形载流子传输通道对光催化性能增强作用的机理讨论
4.4 本章小结
参考文献
第五章 混合A位离子钙钛矿MA/FAPbI3的光催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 材料的合成制备
5.2.2 材料的表征及性能测试
5.2.3 光催化产氢性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 MAxFA1-xPbI3的结构和形貌表征
5.3.2 MAxFA1-xPbI3材料的光催化性能测试
5.3.3 MAxFA1-xPbI3材料的光催化性能提高的原因讨论
5.4 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
致谢
攻读博士学位期间的获奖情况、公开发表的论文及申请的专利
附录:英文论文原文
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3911499
【文章页数】：180 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 钙钛矿型化合物
1.1.1 钙钛矿的起源和发展
1.1.2 钙钛矿化合物的结构特点
1.1.3 钙钛矿的电子结构及能带理论
1.1.4 钙钛矿化合物的物理性质
1.1.5 钙钛矿材料在光催化方面的应用
1.2 卤化物钙钛矿材料的兴起
1.2.1 卤化物钙钛矿材料的起源与发展
1.2.2 卤化物钙钛矿的晶体结构、电子结构及基本性质
1.2.3 卤化物钙钛矿在太阳能电池领域的发展和其它领域的应用
1.2.4 卤化物钙钛矿材料发展所面临的问题与前景
1.3 卤化物钙钛矿材料的光催化研究进展
1.3.1 卤化物钙钛矿光电极的研究与发展
1.3.2 卤化物钙钛矿材料的水相光催化研究
1.3.3 卤化物钙钛矿材料的有机相光催化研究
1.4 选题意义及研究内容
参考文献
第二章 有机-金属杂化钙钛矿材料的水相光催化研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 CH3NH3PbI3,CH3NH3PbBr3的水相合成及处理
2.2.2 材料的表征
2.2.3 光催化性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 CH3NH3PbX3(Br,I)的结构和形貌表征
2.3.2 钙钛矿水相光催化分解氢卤酸性能研究
2.3.3 温度、后处理及助催化剂对钙钛矿材料形貌和催化性能的影响
2.4 本章小结
参考文献
第三章 表面修饰促进卤化物钙钛矿光催化剂的光生载流子分离效率
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 材料及样品的合成制备
3.2.2 材料及样品的测试与表征
3.2.3 光催化产氢性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 MAPbI3与rGO的复合及复合方式讨论
3.3.2 MAPbI3/rGO光催化产氢性能研究
3.3.3 rGO修饰增强MAPbI3光催化活性机理讨论
3.4 本章小结
参考文献
第四章 卤素离子组分调控促进钙钛矿光催化剂中的光生载流子传输
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料的合成制备
4.2.2 材料的表征及性能测试
4.2.3 光催化产氢性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 结构与形貌表征
4.3.2 卤素离子浓度梯度及渐变带隙的形成
4.3.3 光催化性能的测试研究
4.3.4 漏斗形载流子传输通道对光催化性能增强作用的机理讨论
4.4 本章小结
参考文献
第五章 混合A位离子钙钛矿MA/FAPbI3的光催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 材料的合成制备
5.2.2 材料的表征及性能测试
5.2.3 光催化产氢性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 MAxFA1-xPbI3的结构和形貌表征
5.3.2 MAxFA1-xPbI3材料的光催化性能测试
5.3.3 MAxFA1-xPbI3材料的光催化性能提高的原因讨论
5.4 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
致谢
攻读博士学位期间的获奖情况、公开发表的论文及申请的专利
附录:英文论文原文
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3911499
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3911499.html
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