TiO 2 基纳米材料的制备及其光电催化性能的研究
发布时间：2022-02-24 01:13
能源短缺和环境污染是当今科学家们所面临的两个重要的问题。氢能作为一种清洁能源,既能解决能源短缺问题又能解决环境污染问题。目前,利用光催化/光电催化技术解决能源危机和环境危机已经越来越受到科学家们的关注。本论文是利用简单易得的TiO2纳米管阵列作为基底,通过对TiO2纳米管阵列进行优化改性,提高其光电催化性能。主要的研究内容为:（1）采用简单的两次阳极氧化法,直接在Ti片上制备出了TiO2纳米管阵列。以垂直生长的TiO2纳米管阵列为基体材料,通过简单的溶液（Na BH4）还原法制备Ti O2-x纳米材料。电化学结果表明,Ti O2-x-40min在1.23 V vs.RHE下的值为0.65 m A?cm-2,相比较TiO2电极(0.38 m A?cm-2)提高了66.67%。入射光子-电流转换效率（IPCE）达到58.13%,相比较于纯的TiO2提升...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：74 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 半导体光电催化作用机制
1.3 TiO_2半导体概述
1.3.1 TiO_2晶型
1.3.2 TiO_2纳米材料的形貌
1.4 一维TiO_2纳米材料的制备
1.4.1 阳极氧化法
1.4.2 水热合成法
1.4.3 模板法
1.4.4 气相沉积法
1.4.5 静电纺丝法
1.5 提高TiO_2纳米材料性能的方法
1.5.1 离子掺杂
1.5.2 贵金属沉积
1.5.3 半导体复合
1.5.4 碳材料复合
1.5.5 助催化剂
1.6 TiO_2纳米材料的应用
1.6.1 污染物的降解
1.6.2 水分解产氢
1.6.3 紫外探测器
1.6.4 燃料敏化太阳能电池
1.6.5 锂离子电池
1.7 本论文的研究意义和研究内容
1.7.1 研究意义
1.7.2 研究内容
第二章 实验条件及测试方法
2.1 化学试剂与原料
2.2 实验仪器和设备
2.3 材料表征与性能测试
2.3.1 X射线衍射仪(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 高分辨透射电镜和选区电子衍射(TEM)
2.3.4 X射线光电子能谱仪(XPS)
2.3.5 光致发光光谱(PL)
2.3.6 固体紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)
2.3.7 电子顺磁共振波谱(EPR)
2.3.8 拉曼光谱
2.4 材料的光电性能测试
2.4.1 线性扫描伏安曲线(LSV)
2.4.2 入射单色光子-电子转化效率(IPCE)
2.4.3 光电转换效率(ABPE)
2.4.4 电化学交流阻抗分析(EIS)
2.4.5 计时光电流(IT)
2.4.6 莫特肖特基测试(MS)
第三章 TiO_2-x纳米材料的制备及其光电催化性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 TiO_2纳米管阵列的制备
3.2.2 TiO_2-x纳米材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 形貌结构表征
3.3.2 光电催化性能测试
3.4 本章小结
第四章 TiO_2-x/BP纳米材料的制备及其光电催化性能的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 TiO_2纳米管阵列的制备
4.2.2 BPQD的制备
4.2.3 TiO_2/BP复合材料的制备
4.2.4 TiO_2-x和TiO_2-x/BP复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 BPQDs结构形貌表征
4.3.2 TiO_2复合材料结构形貌表征
4.3.3 光电催化性能测试
4.3.4 TiO_2-x/BP光电催化机理
4.4 本章小结
第五章 TiO_2/ZCIS纳米材料的制备及其光电催化性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 TiO_2纳米管阵列的制备
5.2.2 ZCIS的制备
5.2.3 TiO_2/ZCIS复合材料电极的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 结构形貌的表征
5.3.2 光电催化性能测试
5.3.3 TiO_2/ZCIS光电催化机理
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简历
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
3 发明专利
4 获奖情况
学位论文数据集
本文编号：3641670
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：74 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 半导体光电催化作用机制
1.3 TiO_2半导体概述
1.3.1 TiO_2晶型
1.3.2 TiO_2纳米材料的形貌
1.4 一维TiO_2纳米材料的制备
1.4.1 阳极氧化法
1.4.2 水热合成法
1.4.3 模板法
1.4.4 气相沉积法
1.4.5 静电纺丝法
1.5 提高TiO_2纳米材料性能的方法
1.5.1 离子掺杂
1.5.2 贵金属沉积
1.5.3 半导体复合
1.5.4 碳材料复合
1.5.5 助催化剂
1.6 TiO_2纳米材料的应用
1.6.1 污染物的降解
1.6.2 水分解产氢
1.6.3 紫外探测器
1.6.4 燃料敏化太阳能电池
1.6.5 锂离子电池
1.7 本论文的研究意义和研究内容
1.7.1 研究意义
1.7.2 研究内容
第二章 实验条件及测试方法
2.1 化学试剂与原料
2.2 实验仪器和设备
2.3 材料表征与性能测试
2.3.1 X射线衍射仪(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 高分辨透射电镜和选区电子衍射(TEM)
2.3.4 X射线光电子能谱仪(XPS)
2.3.5 光致发光光谱(PL)
2.3.6 固体紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)
2.3.7 电子顺磁共振波谱(EPR)
2.3.8 拉曼光谱
2.4 材料的光电性能测试
2.4.1 线性扫描伏安曲线(LSV)
2.4.2 入射单色光子-电子转化效率(IPCE)
2.4.3 光电转换效率(ABPE)
2.4.4 电化学交流阻抗分析(EIS)
2.4.5 计时光电流(IT)
2.4.6 莫特肖特基测试(MS)
第三章 TiO_2-x纳米材料的制备及其光电催化性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 TiO_2纳米管阵列的制备
3.2.2 TiO_2-x纳米材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 形貌结构表征
3.3.2 光电催化性能测试
3.4 本章小结
第四章 TiO_2-x/BP纳米材料的制备及其光电催化性能的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 TiO_2纳米管阵列的制备
4.2.2 BPQD的制备
4.2.3 TiO_2/BP复合材料的制备
4.2.4 TiO_2-x和TiO_2-x/BP复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 BPQDs结构形貌表征
4.3.2 TiO_2复合材料结构形貌表征
4.3.3 光电催化性能测试
4.3.4 TiO_2-x/BP光电催化机理
4.4 本章小结
第五章 TiO_2/ZCIS纳米材料的制备及其光电催化性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 TiO_2纳米管阵列的制备
5.2.2 ZCIS的制备
5.2.3 TiO_2/ZCIS复合材料电极的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 结构形貌的表征
5.3.2 光电催化性能测试
5.3.3 TiO_2/ZCIS光电催化机理
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简历
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
3 发明专利
4 获奖情况
学位论文数据集
本文编号：3641670
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3641670.html
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