水杨酸修饰TiO2纳米管阵列和ZnIn2S4膜电极的制备及光电催化性能研究

论文摘要

本文使用水杨酸对有序TiO2纳米管阵列电极进行修饰，采用电化学沉积法制备了ZnIn2S4膜电极，两种方法均达到了提高可见光利用率的目的。本文以浸渍法制备了水杨酸修饰的有序TiO2纳米管阵列电极。采用阳极氧化法制备有序TiO2纳米管阵列电极，然后再浸渍于水杨酸溶液中得到水杨酸修饰的TiO2纳米管阵列电极。水杨酸修饰TiO2纳米管电极为有序的阵列结构，纳米孔呈开口状，平均管径为80 nm，平均管长为550 nm。水杨酸修饰会导致电极的吸收边带和光激发边带均有明显的红移并且使电极表面具有更多的羟基基团。以水杨酸修饰TiO2纳米管电极为工作电极，进行2 h紫外光光电催化和3 h可见光光电催化降解对硝基酚时，降解率均达到100％，与TiO2纳米管电极相比（63％和79％），水杨酸修饰提高了TiO2纳米管电极的紫外和可见光电催化活性。本文采用电化学沉积法，制备出的具有枝叶状的结构的ZnIn2S4膜电极。ZnIn2S4膜电极的吸收均延伸至可见光区域，且禁带宽度较小，具有较高的可见光响应。不同电化学沉积时间对ZnIn2S4膜电极表面性质和光电化学性能有很大影响。以电化学沉积20min的ZnIn2S4膜电极的可见和全光响应最佳、光转化率最高，光转化效率分别为1．35％和2．03％。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 2及ZnIn₂S₄国内外相关领域研究进展'>1 纳米TiO₂及ZnIn₂S₄国内外相关领域研究进展
• 2光催化技术'>1.1 纳米TiO₂光催化技术
• 2光催化机理'>1.1.1 纳米TiO₂光催化机理
• 2光催化剂'>1.1.2 纳米TiO₂光催化剂
• 2光催化性能的主要因素'>1.1.3 影响TiO₂光催化性能的主要因素
• 2光催化活性的途径'>1.1.4 提高纳米TiO₂光催化活性的途径
• 2纳米管'>1.2 TiO₂纳米管
• 2纳米管的制备方法'>1.2.1 TiO₂纳米管的制备方法
• 2纳米管阵列的应用'>1.2.2 TiO₂纳米管阵列的应用
• 1.3 光催化分解水制氢
• 1.3.1 光催化分解水制氢的原理
• 1.3.2 光催化分解水制氢的材料
• 1.4 选题依据、目的、意义和研究内容
• 1.4.1 选题依据
• 1.4.2 研究目的和意义
• 1.4.3 研究内容
• 2纳米管阵列电极的制备、表征与光电催化性能'>2 水杨酸修饰的TiO₂纳米管阵列电极的制备、表征与光电催化性能
• 2.1 实验方法
• 2.1.1 实验试剂与材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2纳米管阵列电极的制备'>2.1.3 水杨酸修饰的TiO₂纳米管阵列电极的制备
• 2纳米管阵列电极的表征分析'>2.1.4 水杨酸修饰的TiO₂纳米管阵列电极的表征分析
• 2纳米管阵列电极光电催化降解对硝基酚实验'>2.1.5 水杨酸修饰TiO₂纳米管阵列电极光电催化降解对硝基酚实验
• 2.2 结果与讨论
• 2纳米管阵列电极的SEM分析'>2.2.1 水杨酸修饰TiO₂纳米管阵列电极的SEM分析
• 2纳米管阵列电极的XRD分析'>2.2.2 水杨酸修饰TiO₂纳米管阵列电极的XRD分析
• 2纳米管阵列电极的XPS分析'>2.2.3 水杨酸修饰TiO₂纳米管阵列电极的XPS分析
• 2纳米管阵列电极的IR分析'>2.2.4 水杨酸修饰TiO₂纳米管阵列电极的IR分析
• 2纳米管阵列电极的DRS分析'>2.2.5 水杨酸修饰TiO₂纳米管阵列电极的DRS分析
• 2纳米管阵列电极的SPV分析'>2.2.6 水杨酸修饰TiO₂纳米管阵列电极的SPV分析
• 2纳米管阵列电极降解对硝基酚研究'>2.2.7 水杨酸修饰TiO₂纳米管阵列电极降解对硝基酚研究
• 2纳米管阵列电极的稳定性'>2.2.8 水杨酸修饰TiO₂纳米管阵列电极的稳定性
• 2.3 小结
• 2S₄电极的制备、表征与光电性能'>3 ZnIn₂S₄电极的制备、表征与光电性能
• 3.1 实验方法
• 3.1.1 实验试剂与材料
• 3.1.2 实验仪器
• 2S₄膜电极的制备'>3.1.3 ZnIn₂S₄膜电极的制备
• 2S₄膜电极的表征分析'>3.1.4 ZnIn₂S₄膜电极的表征分析
• 2S₄膜电极光电化学性能测试'>3.1.5 ZnIn₂S₄膜电极光电化学性能测试
• 3.2 结果与讨论
• 2S₄膜电极的SEM分析'>3.2.1 ZnIn₂S₄膜电极的SEM分析
• 2S₄膜电极的XRD分析'>3.2.2 ZnIn₂S₄膜电极的XRD分析
• 2S₄膜电极的EDX分析'>3.2.3 ZnIn₂S₄膜电极的EDX分析
• 2S₄膜电极的DRS分析'>3.2.4 ZnIn₂S₄膜电极的DRS分析
• 2S₄膜电极可见光光电化学测试'>3.2.5 ZnIn₂S₄膜电极可见光光电化学测试
• 3.3 小结
• 结论与建议
• 1.结论
• 2.建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢