本文主要研究内容
作者蒋利云（2019）在《TiO2基复合光阳极的制备及其光电化学性能研究》一文中研究指出：自从上世纪70年代Fujishma和Honda第一次发现光催化分解水制氢现象以来,利用氢能这一理想的清洁能源替代化石燃料就引发人们的广泛关注。通过光电化学分解水制氢技术可以实现将可再生的太阳能转换为氢能储存使用。自此后,寻找和制备稳定高效、无毒无污染的半导体光电极材料成为光电催化研究的重点。在光阳极表面引入电催化剂是促进光阳极表面氧化反应的有效途径。在电解水的催化剂选择上面,传统上认为良好的电导率是一个典型的参考标准,催化剂的导电率越高,催化剂的性能越好。Ni基和Co基电催化剂因其催化活性高、化学稳定性好、毒性低而广泛应用于电解水。Bi系氧化物材料光学带隙较低,有利于可见光的吸收被普遍用于光催化。本论文主要以金红石相的TiO2为衬底,分别复合电催化剂Ni(OH)2、Co(OH)2和具有铁电性的钙钛矿材料BiFeO3(BFO)进行改性。在光吸收和光生载流子分离率方面,复合半导体材料均展现出明显的提升。对本论文的主要研究内容概括如下:(1)通过溶胶-凝胶旋涂法制备了 TiO2薄膜,控制旋涂的次数和转速得到均匀平滑的纳米薄膜。我们在TiO2薄膜表面通过电沉积方法合成Ni(OH)2电催化剂,并调节沉积时间,研究不同厚度的Ni(OH)2层对光电化学性能的影响。随着Ni(OH)2厚度的增加,光电流密度增加,但不是无限增强,有一个最优沉积时间,过量的Ni(OH)2会减弱光电极的光响应能力。将TiO2/Ni(OH)2复合光阳极分别与纯TiO2薄膜的光电化学性能进行比较,实验结果表明:与单一的薄膜光电极相比,修饰了电催化剂的复合光阳极展现出更强的光电流密度且起始电压也发生了负移,降低了过电位,究其原因是Ni(OH)2的电催化性能和复合光阳极材料的改性让界面的电子传输能力得到了改善。(2)在(1)的基础上,通过电沉积计时电流法合成了另一种由轻薄的蝉翼状的纳米片自组装而成的花状Co(OH)2电催化剂,这一形貌不仅增大了比表面积,减少了光生载流子的复合而且也增强了对光的散射能力。这一次除了控制沉积时间,我们还进一步研究了电解液浓度对光电催化性能的影响。TiO2/Co(OH)2光阳极在可见光下获得更高的电流密度,是由于电催化剂提供了氧化活性位点,降低了催化表面反应所需的活化能,有效地抑制光生电子-空穴对的复合。(3)在(1)中制备的TiO2薄膜上采用溶胶-凝胶法旋涂,高温煅烧后得到均匀致密的BFO薄膜。实验结果发现,TiO2/BFO复合薄膜大大拓宽了 TiO2在可见光区域的吸收,促进了光生载流子的产生,而且复合薄膜在1.5V vs.SCE处获得最高的电流密度达到11mA/cm2,约是纯TiO2薄膜的20倍,这主要得益于BFO的铁电性使与之接触的TiO2能带发生向上弯曲,有效地推动了界面载流子的分离和传导。在此基础上,我们还对其施加了不同方向的电压进行极化,探索了极化对BFO的内建电场和接触半导体界面能带弯曲程度的影响。
Abstract
zi cong shang shi ji 70nian dai Fujishmahe Hondadi yi ci fa xian guang cui hua fen jie shui zhi qing xian xiang yi lai ,li yong qing neng zhe yi li xiang de qing jie neng yuan ti dai hua dan ran liao jiu yin fa ren men de an fan guan zhu 。tong guo guang dian hua xue fen jie shui zhi qing ji shu ke yi shi xian jiang ke zai sheng de tai yang neng zhuai huan wei qing neng chu cun shi yong 。zi ci hou ,xun zhao he zhi bei wen ding gao xiao 、mo du mo wu ran de ban dao ti guang dian ji cai liao cheng wei guang dian cui hua yan jiu de chong dian 。zai guang yang ji biao mian yin ru dian cui hua ji shi cu jin guang yang ji biao mian yang hua fan ying de you xiao tu jing 。zai dian jie shui de cui hua ji shua ze shang mian ,chuan tong shang ren wei liang hao de dian dao lv shi yi ge dian xing de can kao biao zhun ,cui hua ji de dao dian lv yue gao ,cui hua ji de xing neng yue hao 。Niji he Coji dian cui hua ji yin ji cui hua huo xing gao 、hua xue wen ding xing hao 、du xing di er an fan ying yong yu dian jie shui 。Biji yang hua wu cai liao guang xue dai xi jiao di ,you li yu ke jian guang de xi shou bei pu bian yong yu guang cui hua 。ben lun wen zhu yao yi jin gong dan xiang de TiO2wei chen de ,fen bie fu ge dian cui hua ji Ni(OH)2、Co(OH)2he ju you tie dian xing de gai tai kuang cai liao BiFeO3(BFO)jin hang gai xing 。zai guang xi shou he guang sheng zai liu zi fen li lv fang mian ,fu ge ban dao ti cai liao jun zhan xian chu ming xian de di sheng 。dui ben lun wen de zhu yao yan jiu nei rong gai gua ru xia :(1)tong guo rong jiao -ning jiao xuan tu fa zhi bei le TiO2bao mo ,kong zhi xuan tu de ci shu he zhuai su de dao jun yun ping hua de na mi bao mo 。wo men zai TiO2bao mo biao mian tong guo dian chen ji fang fa ge cheng Ni(OH)2dian cui hua ji ,bing diao jie chen ji shi jian ,yan jiu bu tong hou du de Ni(OH)2ceng dui guang dian hua xue xing neng de ying xiang 。sui zhao Ni(OH)2hou du de zeng jia ,guang dian liu mi du zeng jia ,dan bu shi mo xian zeng jiang ,you yi ge zui you chen ji shi jian ,guo liang de Ni(OH)2hui jian ruo guang dian ji de guang xiang ying neng li 。jiang TiO2/Ni(OH)2fu ge guang yang ji fen bie yu chun TiO2bao mo de guang dian hua xue xing neng jin hang bi jiao ,shi yan jie guo biao ming :yu chan yi de bao mo guang dian ji xiang bi ,xiu shi le dian cui hua ji de fu ge guang yang ji zhan xian chu geng jiang de guang dian liu mi du ju qi shi dian ya ye fa sheng le fu yi ,jiang di le guo dian wei ,jiu ji yuan yin shi Ni(OH)2de dian cui hua xing neng he fu ge guang yang ji cai liao de gai xing rang jie mian de dian zi chuan shu neng li de dao le gai shan 。(2)zai (1)de ji chu shang ,tong guo dian chen ji ji shi dian liu fa ge cheng le ling yi chong you qing bao de chan yi zhuang de na mi pian zi zu zhuang er cheng de hua zhuang Co(OH)2dian cui hua ji ,zhe yi xing mao bu jin zeng da le bi biao mian ji ,jian shao le guang sheng zai liu zi de fu ge er ju ye zeng jiang le dui guang de san she neng li 。zhe yi ci chu le kong zhi chen ji shi jian ,wo men hai jin yi bu yan jiu le dian jie ye nong du dui guang dian cui hua xing neng de ying xiang 。TiO2/Co(OH)2guang yang ji zai ke jian guang xia huo de geng gao de dian liu mi du ,shi you yu dian cui hua ji di gong le yang hua huo xing wei dian ,jiang di le cui hua biao mian fan ying suo xu de huo hua neng ,you xiao de yi zhi guang sheng dian zi -kong xue dui de fu ge 。(3)zai (1)zhong zhi bei de TiO2bao mo shang cai yong rong jiao -ning jiao fa xuan tu ,gao wen duan shao hou de dao jun yun zhi mi de BFObao mo 。shi yan jie guo fa xian ,TiO2/BFOfu ge bao mo da da ta kuan le TiO2zai ke jian guang ou yu de xi shou ,cu jin le guang sheng zai liu zi de chan sheng ,er ju fu ge bao mo zai 1.5V vs.SCEchu huo de zui gao de dian liu mi du da dao 11mA/cm2,yao shi chun TiO2bao mo de 20bei ,zhe zhu yao de yi yu BFOde tie dian xing shi yu zhi jie chu de TiO2neng dai fa sheng xiang shang wan qu ,you xiao de tui dong le jie mian zai liu zi de fen li he chuan dao 。zai ci ji chu shang ,wo men hai dui ji shi jia le bu tong fang xiang de dian ya jin hang ji hua ,tan suo le ji hua dui BFOde nei jian dian chang he jie chu ban dao ti jie mian neng dai wan qu cheng du de ying xiang 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自杭州电子科技大学的蒋利云，发表于刊物杭州电子科技大学2019-05-13论文，是一篇关于光电化学论文,复合光阳极论文,电催化剂论文,极化论文,杭州电子科技大学2019-05-13论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自杭州电子科技大学2019-05-13论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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