Cu 2-x S光热转换材料制备及其在界面加热中的应用
发布时间：2021-05-06 12:26
太阳能是一种绿色、安全的可再生能源,如何高效地利用太阳能是世界各国学者一直关注的焦点问题。光热转换是目前太阳能利用中效率最高的方式,将太阳能高效地转换为热能用于水加热,进而生成水蒸汽在诸如光热发电、医疗消毒、污水处理及海水脱盐等领域具有重要意义。其中,基于界面加热的太阳能蒸汽发生装置是近年来逐步发展起来的一种全新、高效的蒸汽产生方式。Cu2-xS作为一种重要的半导体材料,由于本征吸收作用可对紫外光及可见光产生强烈的吸收作用,同时又由于过渡金属离子Cu2+的d-d跃迁而对近红外区域内的光具有吸收作用,是近年来被广泛研究的重要光热转换材料。本论文分别通过水热法和化学浴沉积法在铜网表面原位制备了Cu2S和Cu7S4两种铜基硫化物作为界面加热的光热转换材料,通过SEM、XRD、EDS及XPS等表征手段对光热材料的微观结构、物相及元素组成进行了分析,通过测量材料的太阳吸收率、水蒸发速率及脱盐能力评价了材料的光热转换性能。研究表明,利用水热法在铜网表面制备的光热材料为Cu2
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.2 基于界面加热的太阳能蒸汽发生装置研究进展
1.2.1 传统的太阳能蒸汽发生装置
1.2.2 界面加热装置的物理结构
1.2.3 用于界面加热的光热转换材料
1.3 Cu_(2-x)S材料在光热转换领域的研究进展
1.3.1 Cu_(2-x)S的制备方法
1.3.2 Cu_(2-x)S在光热转换领域的研究进展
1.4 本课题研究的主要内容
第2章 实验材料与研究方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验药品与材料
2.1.2 实验主要仪器
2.2 界面加热装置的建立
2.3 材料的制备过程
2.3.1 水热法制备Cu_(2-x)S光热转换材料
2.3.2 化学浴沉积法制备Cu_(2-x)S光热转换材料
2.4 材料的结构表征
2.5 材料的性能测试
2.5.1 光吸收率测试
2.5.2 水蒸发测试
2.5.3 蒸发效率计算
第3章 水热法制备Cu_2S及光热转换性能研究
3.1 反应物浓度对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.1.1 不同反应物浓度制备的Cu_2S微观形貌
3.1.2 不同反应物浓度制备的Cu_2S物相组成
3.1.3 不同反应物浓度制备的Cu_2S太阳光吸收特性
3.1.4 反应物浓度对Cu_2S光热性能的影响
3.2 水热条件对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.2.1 水热温度对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.2.2 水热时间对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.3 表面活性剂对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.3.1 添加不同表面活性剂制备Cu_2S的微观形貌
3.3.2 添加不同表面活性剂制备Cu_2S的物相组成
3.3.3 表面活性剂对Cu_2S太阳光吸收特性的影响
3.3.4 表面活性剂对Cu_2S光热性能的影响
3.4 Cu_2S界面蒸发稳定性测试
3.5 Cu_2S对界面蒸发过程的影响机制分析
3.6 本章小结
第4章 化学浴沉积制备Cu_(2-x)S及光热转换性能研究
4.1 基底比表面积对蒸发速率的影响
4.2 S/S~(2-)比例对Cu_(2-x)S形貌组成及性能的影响
4.2.1 不同S/S~(2-)比例制备Cu_(2-x)S的微观形貌
4.2.2 不同S/S~(2-)比例制备Cu_(2-x)S的物相组成
4.2.3 S/S~(2-)比例对太阳光吸收特性的影响
4.2.4 S/S~(2-)比例对光热性能的影响
4.3 反应时间对Cu_(2-x)S形貌组成及性能的影响
4.3.1 不同反应时间下制备Cu_(2-x)S的微观形貌
4.3.2 不同反应时间下制备Cu_(2-x)S的物相组成
4.3.3 反应时间对太阳光吸收特性的影响
4.3.4 反应时间对光热性能的影响
4.4 硫含量对Cu_(2-x)S形貌组成及性能的影响
4.4.1 不同硫含量下制备Cu_(2-x)S的微观形貌
4.4.2 不同硫含量下制备Cu_(2-x)S的物相组成
4.4.3 硫含量对太阳光吸收特性的影响
4.4.4 硫含量对光热性能的影响
4.5 Cu_(2-x)S界面蒸发稳定性测试
4.6 水界面蒸发过程分析和热损失估算
4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超共轭与立体电子效应[J]. 洪鹄,黄兆和,柴正祺,张沅珒. 大学化学. 2017(01)
[2]常温下用直接沉淀法制备纳米硫化铜[J]. 王伟力,王桂清. 化学研究. 2012(04)
[3]化学水浴沉积法制备硫化锌薄膜研究进展[J]. 崔占奎,邹正光,龙飞,吴一. 无机盐工业. 2008(04)
[4]聚苯胺光学吸收及应用[J]. 金绪刚,黄承亚,龚克成. 半导体光电. 1997(03)
博士论文
[1]等离子体共振增强复合薄膜设计及太阳光热应用[D]. 尚蒙娅.中国科学技术大学 2018
本文编号：3171920
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.2 基于界面加热的太阳能蒸汽发生装置研究进展
1.2.1 传统的太阳能蒸汽发生装置
1.2.2 界面加热装置的物理结构
1.2.3 用于界面加热的光热转换材料
1.3 Cu_(2-x)S材料在光热转换领域的研究进展
1.3.1 Cu_(2-x)S的制备方法
1.3.2 Cu_(2-x)S在光热转换领域的研究进展
1.4 本课题研究的主要内容
第2章 实验材料与研究方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验药品与材料
2.1.2 实验主要仪器
2.2 界面加热装置的建立
2.3 材料的制备过程
2.3.1 水热法制备Cu_(2-x)S光热转换材料
2.3.2 化学浴沉积法制备Cu_(2-x)S光热转换材料
2.4 材料的结构表征
2.5 材料的性能测试
2.5.1 光吸收率测试
2.5.2 水蒸发测试
2.5.3 蒸发效率计算
第3章 水热法制备Cu_2S及光热转换性能研究
3.1 反应物浓度对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.1.1 不同反应物浓度制备的Cu_2S微观形貌
3.1.2 不同反应物浓度制备的Cu_2S物相组成
3.1.3 不同反应物浓度制备的Cu_2S太阳光吸收特性
3.1.4 反应物浓度对Cu_2S光热性能的影响
3.2 水热条件对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.2.1 水热温度对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.2.2 水热时间对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.3 表面活性剂对Cu_2S形貌组成及性能的影响
3.3.1 添加不同表面活性剂制备Cu_2S的微观形貌
3.3.2 添加不同表面活性剂制备Cu_2S的物相组成
3.3.3 表面活性剂对Cu_2S太阳光吸收特性的影响
3.3.4 表面活性剂对Cu_2S光热性能的影响
3.4 Cu_2S界面蒸发稳定性测试
3.5 Cu_2S对界面蒸发过程的影响机制分析
3.6 本章小结
第4章 化学浴沉积制备Cu_(2-x)S及光热转换性能研究
4.1 基底比表面积对蒸发速率的影响
4.2 S/S~(2-)比例对Cu_(2-x)S形貌组成及性能的影响
4.2.1 不同S/S~(2-)比例制备Cu_(2-x)S的微观形貌
4.2.2 不同S/S~(2-)比例制备Cu_(2-x)S的物相组成
4.2.3 S/S~(2-)比例对太阳光吸收特性的影响
4.2.4 S/S~(2-)比例对光热性能的影响
4.3 反应时间对Cu_(2-x)S形貌组成及性能的影响
4.3.1 不同反应时间下制备Cu_(2-x)S的微观形貌
4.3.2 不同反应时间下制备Cu_(2-x)S的物相组成
4.3.3 反应时间对太阳光吸收特性的影响
4.3.4 反应时间对光热性能的影响
4.4 硫含量对Cu_(2-x)S形貌组成及性能的影响
4.4.1 不同硫含量下制备Cu_(2-x)S的微观形貌
4.4.2 不同硫含量下制备Cu_(2-x)S的物相组成
4.4.3 硫含量对太阳光吸收特性的影响
4.4.4 硫含量对光热性能的影响
4.5 Cu_(2-x)S界面蒸发稳定性测试
4.6 水界面蒸发过程分析和热损失估算
4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超共轭与立体电子效应[J]. 洪鹄,黄兆和,柴正祺,张沅珒. 大学化学. 2017(01)
[2]常温下用直接沉淀法制备纳米硫化铜[J]. 王伟力,王桂清. 化学研究. 2012(04)
[3]化学水浴沉积法制备硫化锌薄膜研究进展[J]. 崔占奎,邹正光,龙飞,吴一. 无机盐工业. 2008(04)
[4]聚苯胺光学吸收及应用[J]. 金绪刚,黄承亚,龚克成. 半导体光电. 1997(03)
博士论文
[1]等离子体共振增强复合薄膜设计及太阳光热应用[D]. 尚蒙娅.中国科学技术大学 2018
本文编号：3171920
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3171920.html
