二氧化钛复合结构的制备及光电化学性质

发布时间：2021-05-11 11:20

　　论文围绕二氧化钛纳米线阵列的光电化学（Photoelectrochemical,PEC）性质与光电化学分解水产氢气技术进行,从二氧化钛复合材料光阳极的制备入手,以二氧化钛半导体异质结构筑为主线,研究半导体异质结的应用和光电化学性质,揭示了复合结构光电极的催化反应机理。首先,我们通过一系列的纳米材料合成手段,包括水热法、化学沉淀法、电化学沉积法、固相反应法,合成二氧化钛纳米线阵列光阳极及其复合结构,包括 TiO2/Ag2O、TiO2/NiCo-LDH 和 TiO2/ZnCo-LDH。然后,通过现代分析表征手段研究材料的物相组成、尺寸大小、形貌以及物理光学特性。通过太阳能光电化学分解水反应来评价二氧化钛复合结构光阳极的光电化学催化活性,研究半导体异质结的设计和界面物理化学性质,揭示光电化学材料的微结构与性能之间的联系,更好地理解光电化学反应的机理。最后,成功地改善了二氧化钛纳米线阵列光电极的光吸收效率、光生电子-空穴的分离效率和光生电子-空穴的转移效率、光电转换效率以及光电化学分解水产氢气的效率。具体研究内容,分为如下几部分:（1）采用水热法和化学浴法相结合的方法制备了纳米复合结构TiO2... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 光电化学的原理概述
        1.2.1 光吸收过程
        1.2.2 光生电荷的分离与运输
        1.2.3 界面电荷的转移与表面化学反应
    1.3 光电化学半导体材料
        1.3.1 金属氧化物
        1.3.2 多元金属氧化物
        1.3.3 硫族金属化合物
        1.3.4 半导体硅材料
        1.3.5 半导体材料的尺寸效应
    1.4 二氧化钛半导体异质结的设计与构筑
        1.4.1 半导体异质结的分类
        1.4.2 半导体-半导体接触
        1.4.3 半导体-金属接触
        1.4.4 半导体-碳接触
    1.5 本课题研究的内容
        1.5.1 样品制备
        1.5.2 样品表征
        1.5.3 光电化学性质研究
    参考文献
第二章 TiO_2@Ag_2O p-n异质结纳米线阵列的形成及其光电化学分解水性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 二氧化钛纳米线阵列的合成
        2.2.2 TiO_2@Ag_2O纳米线阵列的制备
        2.2.3 结构表征
        2.2.4 电化学测量
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 二氧化钛纳米线长度对光电流密度的影响
        2.3.2 TiO_2@Ag_2Op-n异质结的构筑
        2.3.3 TiO_2@Ag_2Op-n异质结的光电化学性质
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 室温固相反应法合成ZnCo-LDH及其电催化水氧化性质研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料制备
        3.2.2 结构表征
        3.2.3 电化学测试表征
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 TiO_2@ZnCo-LDH纳米线阵列的光电化学性质研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料的制备
        4.2.2 材料的表征
        4.2.3 光电化学实验
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 物相与结构分析
        4.3.2 光电化学性质研究
        4.3.3 电荷转移和分离效率研究
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 TiO_2@NiCo-LDH核-壳结构纳米线阵列用于高效的光电化学分解水性质研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 纳米线阵列的合成
        5.2.2 材料表征
        5.2.3 光电化学实验
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 物相与结构分析
        5.3.2 光电化学性质研究
        5.3.3 电荷转移和分离效率研究
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 研究展望
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]类石墨烯化学中的挑战与机遇[J]. 胡鑫,张晓东,谢毅.  中国科学:化学. 2015(03)
[2]中低热固相反应研究进展[J]. 蔡艳华.  化工技术与开发. 2009(06)
[3]纳米异质结光催化材料在环境污染控制领域的研究进展[J]. 于洪涛,全燮.  化学进展. 2009(Z1)



本文编号：3181316