论文摘要
本文以窄带隙过渡金属-CuAl2O4复合尖晶石为研究对象,主要研究它们的合成以及在可见光诱导下呈现的功能特性,包括光致催化氧化特性和光伏特性。具体内容如下：采用sol-gel法制备了尖晶石型M0.2Cu0.8Al2O4（M=Ni, Zn, Co）复合尖晶石,研究了M0.2Cu0.8Al2O4（M=Ni, Zn, Co）化合物的合成条件、结构、可见光催化氧化活性及结构-性能的关系。利用XRD、UV-vis DRS等测试手段对三种尖晶石型光催化剂的晶型结构和光吸收响应范围进行了分析。结果表明,所制得的样品均具有尖晶石晶体结构,颗粒尺寸在几～十几纳米,吸收带边均不同程度地进入见光区域。在对酸性红B和活性艳红K-2G水溶性偶氮染料的光催化降解实验中,M0.2Cu0.8Al2O4（M=Ni, Zn, Co）光催化剂表现出不同的可见光催化氧化活性,其中（Ni-Cu）Al2O4复合尖晶石的可见光催化活性最为突出,对两种水溶性染料（酸性红B、活性艳红K-2G）的2h降解率接近90%。并讨论了反应条件及染料结构对光催化效率的影响。采用溶胶-凝胶法制备了系列NixCu1-xAl2O4（x=0;0.2;0.4;0.6;0.8;1.0）化合物并研究了其可见光催化性能。利用XRD、TEM和紫外-可见漫反射光谱对合成粉体的晶体结构、形貌及光谱响应进行了表征分析。在125W自镇流高压荧光汞灯的辐照下,以酸性红B为模拟降解液,研究了不同成分组成的尖晶石粉体的可见光催化性能,探索了可见光照射时间、催化剂用量及不同状态下的降解活性。研究表明：不同配比的复合尖晶石其可见光活性亦有较大差异。其中以Ni0.4Cu0.6Al2O4的降解脱色效果最佳,2h染液的降解脱色率达99%,并用IR吸收光谱对催化剂降解后的微观结构进行了分析。表明染液的降解脱色是在可见光照射下催化剂的催化氧化作用所致。将尖晶石Ni0.4Cu0.6Al2O4掺杂TiO2利用丝网印刷法在导电玻璃ITO上制备了复合薄膜电极,以此作为光阳极,用Pt电极作为对电极组装成DSSC电池,研究了Ni0,4Cu0.6Al2O4/TiO2复合膜的光电性能。探索了不同掺杂量（质量分数分别为2、4、6%）组成对复合阳极膜的光伏特性的影响,实验结果表明：Ni0.4Cu0.6Al2O4可提高复合膜电极的光电性能,最高转化效率为3.26%较纯TiO2（1.79%）有较大程度的提高。且不同掺杂量导致复合膜电极的性能有较大的差异。掺杂量为4%时,复合阳极膜的光电性能最佳,此时的短路电流Isc=2.043mA,开路电流Voc=0.74V,填充因子FF=0.54,总转化效率11=3.26%。
论文目录
相关论文文献
- [1].尖晶石型CuAl_2O_4掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电性能的影响[J]. 无机材料学报 2015(10)
- [2].连续在线原位ATR-FTIR技术测定介孔CuAl_2O_4对黄药的吸附[J]. 物理化学学报 2013(02)
- [3].甲醇水蒸气重整制氢CuAl_2O_4催化材料的研究[J]. 燃料化学学报 2020(08)
- [4].螯合剂对CuAl_2O_4粉体形貌及可见光催化性能的影响[J]. 稀有金属材料与工程 2010(S2)
- [5].Cu薄膜上热氧化法制备CuAl_2O_4薄膜[J]. 真空科学与技术学报 2019(11)
- [6].尖晶石型CuAl_2O_4的制备及可见光催化性能[J]. 机械工程材料 2018(09)
- [7].合成条件对CuAl_2O_4纳米晶的结构形貌和可见光催化活性的影响（英文）[J]. 稀有金属材料与工程 2012(S3)
- [8].CuAl_2O_4微观形貌可控制备及其对可见光光催化性能的影响[J]. 硅酸盐学报 2013(09)