多组分纳米钒酸铋修饰电极的光电性能研究

发布时间：2024-06-10 21:36

　　光电催化分解水可分为两个半反应:水氧化反应和还原产氢反应。其中水的氧化反应涉及4电子的转移,化学反应的势垒大,是水分解决速步骤,因此制备一种高效的光阳极材料加速水氧化过程成为光电催化分解水制氢领域的热点。光阳极通常由吸光半导体和水氧化催化剂组成。半导体虽然具有一定的吸光性能,但是独立使用时,往往存在光生载流子分离效率低、表面动力学较差等问题。为了改善半导体的缺陷,本文采用钒酸铋半导体作为光阳极的基底材料,设计了两种多组分光阳极:本论文采用了原位合成的方法,将g-C₃N₄薄膜生长在钒酸铋的表面,制备g-C₃N₄/BiVO₄两组分异质结光阳极。通过SEM、TEM、HADDF-STEM和XPS能谱证明了两组分异质结电极的成功制备。随后对制备的电极进行了光电化学性能测试,发现2-C₃N₄/BiVO₄电极的光电流密度最高,达到了4.06 mA/cm²(1.23VRHE),相较于未修饰的钒酸铋电极,光电...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 自然界的光合作用
    1.3 人工光合作用模型
        1.3.1 光解水模型
        1.3.2 光电解水模型
    1.4 吸光半导体材料
        1.4.1 钒酸铋半导体
        1.4.2 石墨相氮化碳半导体
    1.5 水氧化催化剂
        1.5.1 钌金属配合物的水氧化催化剂
        1.5.2 钴金属配合物的水氧化催化剂
        1.5.3 无机水氧化催化剂
    1.6 等离激元共振效应
    1.7 高效复合光阳极的构建
        1.7.1 半导体异质结电极
        1.7.2 等离激元金属-半导体复合电极
        1.7.3 水氧化催化剂-半导体复合电极
    1.8 论文的选题与设计思路
第2章 原位法制备g-C₃N₄/BiVO₄ 光阳极
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 所用药品及试剂
        2.2.2 分析测试仪器
        2.2.3 电极的制备
        2.2.4 电极的表征
        2.2.5 电极的光电化学性能测试
    2.3 结果和讨论
    2.4 本章小结
第3章 金和分子催化剂共修饰钒酸铋制备三组分光阳极
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 所用药品及试剂
        3.2.2 分析测试仪器
        3.2.3 钴立方烷分子(Co1)催化剂的合成
        3.2.4 电极的制备
        3.2.5 复合电极的光电化学性能测试
    3.3 结果和讨论
    3.4 本章小结
第4章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及参加科研情况



本文编号：3991930