WS 2 /C 3 N 4 复合催化剂的制备及其光电催化析氢性能的研究
发布时间：2025-04-14 23:36
能源与环境问题已成为21世纪人类面临的重大问题。氢能是新型清洁能源,本课题制备不同结构的WS2/C3N4复合催化剂,实现光电催化析氢分解水的目的。两种催化剂复合后,在界面处形成异质结构,能够提高其光电催化析氢性能。本课题采用两种方法制备不同形貌的复合催化剂：电沉积法、煅烧法。通过分析不同条件下制备催化剂的结构与性能,得到最佳制备条件。采用电沉积方法制备出WS2/C3N4双层结构复合催化剂,片层WS2与C3N4之间形成的异质结构促进了C3N4光生电子空穴对的分离。通过控制电沉积WS2的条件：沉积时间、前驱体浓度、电解质溶液pH,可以实现对复合催化剂性能的调控。测试得出最优沉积条件电解液温度70℃、前驱体浓度2mmol/1、沉积时间120s、pH=8.5。该条件下制备的WS2/C3N
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 研究现状
1.2.1 光电化学制氢原理
1.2.2 光电化学分解水制氢气途径
1.2.3 C3N4光催化剂的研究进展
1.2.4 WS2电催化剂的研究进展
1.3 本论文的研究目的及意义
1.4 本论文的研究内容
第二章 实验条件及实验方法
2.1 实验试剂与仪器设备
2.2 复合催化剂形貌及结构表征方法
2.2.1 衍射X射线频谱仪(XRD)
2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
2.2.4 X射线光电子能谱仪(XPS)
2.2.5 紫外-可见分光光度计(UV-vis)
2.2.6 荧光分光光度计(PL)
2.3 复合催化剂光电催化性能测试方法
2.3.1 工作电极的制备
2.3.2 光电流响应测试
2.3.3 析氢极化曲线测试
第三章 双层结构WS2/C3N4复合催化剂的制备及其光电催化析氢性能研究
3.1 引言
3.2 WS2/C3N4复合催化剂的制备
3.2.1 片层状WS2的制备
3.2.2 多孔类石墨烯型C3N4的制备
3.2.3 双层WS2/C3N4复合催化剂的制备
3.3 WS2/C3N4复合催化剂的结构及形貌表征
3.3.1 晶型及微观结构分析
3.3.2 表面成分及元素化合态分析
3.3.3 表面形貌的表征及影响因素
3.4 WS2/C3N4复合催化剂的光学性能研究
3.4.1 紫外可见光吸收性能的影响因素分析
3.4.2 PL荧光强度的影响因素
3.5 WS2/C3N4复合催化剂的光电催化析氢性能研究
3.5.1 前驱体浓度对复合催化剂光电催化性能的影响
3.5.2 沉积时间对复合催化剂光电催化性能的影响
3.5.3 电解液pH对复合催化剂光电催化性能的影响
3.6 本章小结
第四章 一步法制备负载型WS2/C3N4复合催化剂及其光电催化析氢性能研究
4.1 引言
4.2 WS2/C3N4粉末的制备
4.3 WS2/C3N4粉末复合催化剂的结构及形貌表征
4.3.1 XRD表征及分析
4.3.2 孔结构表征及分析
4.3.3 表面元素化合态分析
4.3.4 催化剂表面形貌表征
4.4 WS2/C3N4粉末复合催化剂的光学性能研究
4.4.1 紫外可见光吸收性能的影响因素分析
4.4.2 电子分离效率的影响因素
4.5 WS2/C3N4粉末复合催化剂的光电催化析氢性能研究
4.5.1 煅烧温度对复合催化剂光电催化性能的影响
4.5.2 WS2含量对复合催化剂光电催化性能的影响
4.6 本章小结
第五章 WS2/C3N4/GO三元复合催化剂的制备及其光电催化析氢性能研究
5.1 引言
5.2 WS2/C3N4/GO粉末复合催化剂的制备
5.3 WS2/C3N4/GO粉末复合催化剂的结构及形貌表征
5.3.1 XRD表征及分析
5.3.2 TEM表征
5.4 WS2/C3N4/GO粉末复合催化剂的光学性能研究
5.4.1 Uv-vis紫外可见光吸收性能测试及分析
5.4.2 PL荧光光谱测试及分析
5.5 WS2/C3N4/GO粉末复合催化剂的光电催化析氢性能研究
5.5.1 复合催化剂光电催化性能的比较
5.5.2 煅烧温度对复合催化剂光电催化性能的影响
5.6 本章小结
第六章 全文总结
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者与导师简介
北京化工大学专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
本文编号：4039721
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 研究现状
1.2.1 光电化学制氢原理
1.2.2 光电化学分解水制氢气途径
1.2.3 C3N4光催化剂的研究进展
1.2.4 WS2电催化剂的研究进展
1.3 本论文的研究目的及意义
1.4 本论文的研究内容
第二章 实验条件及实验方法
2.1 实验试剂与仪器设备
2.2 复合催化剂形貌及结构表征方法
2.2.1 衍射X射线频谱仪(XRD)
2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
2.2.4 X射线光电子能谱仪(XPS)
2.2.5 紫外-可见分光光度计(UV-vis)
2.2.6 荧光分光光度计(PL)
2.3 复合催化剂光电催化性能测试方法
2.3.1 工作电极的制备
2.3.2 光电流响应测试
2.3.3 析氢极化曲线测试
第三章 双层结构WS2/C3N4复合催化剂的制备及其光电催化析氢性能研究
3.1 引言
3.2 WS2/C3N4复合催化剂的制备
3.2.1 片层状WS2的制备
3.2.2 多孔类石墨烯型C3N4的制备
3.2.3 双层WS2/C3N4复合催化剂的制备
3.3 WS2/C3N4复合催化剂的结构及形貌表征
3.3.1 晶型及微观结构分析
3.3.2 表面成分及元素化合态分析
3.3.3 表面形貌的表征及影响因素
3.4 WS2/C3N4复合催化剂的光学性能研究
3.4.1 紫外可见光吸收性能的影响因素分析
3.4.2 PL荧光强度的影响因素
3.5 WS2/C3N4复合催化剂的光电催化析氢性能研究
3.5.1 前驱体浓度对复合催化剂光电催化性能的影响
3.5.2 沉积时间对复合催化剂光电催化性能的影响
3.5.3 电解液pH对复合催化剂光电催化性能的影响
3.6 本章小结
第四章 一步法制备负载型WS2/C3N4复合催化剂及其光电催化析氢性能研究
4.1 引言
4.2 WS2/C3N4粉末的制备
4.3 WS2/C3N4粉末复合催化剂的结构及形貌表征
4.3.1 XRD表征及分析
4.3.2 孔结构表征及分析
4.3.3 表面元素化合态分析
4.3.4 催化剂表面形貌表征
4.4 WS2/C3N4粉末复合催化剂的光学性能研究
4.4.1 紫外可见光吸收性能的影响因素分析
4.4.2 电子分离效率的影响因素
4.5 WS2/C3N4粉末复合催化剂的光电催化析氢性能研究
4.5.1 煅烧温度对复合催化剂光电催化性能的影响
4.5.2 WS2含量对复合催化剂光电催化性能的影响
4.6 本章小结
第五章 WS2/C3N4/GO三元复合催化剂的制备及其光电催化析氢性能研究
5.1 引言
5.2 WS2/C3N4/GO粉末复合催化剂的制备
5.3 WS2/C3N4/GO粉末复合催化剂的结构及形貌表征
5.3.1 XRD表征及分析
5.3.2 TEM表征
5.4 WS2/C3N4/GO粉末复合催化剂的光学性能研究
5.4.1 Uv-vis紫外可见光吸收性能测试及分析
5.4.2 PL荧光光谱测试及分析
5.5 WS2/C3N4/GO粉末复合催化剂的光电催化析氢性能研究
5.5.1 复合催化剂光电催化性能的比较
5.5.2 煅烧温度对复合催化剂光电催化性能的影响
5.6 本章小结
第六章 全文总结
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者与导师简介
北京化工大学专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
本文编号：4039721
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/4039721.html
