發(fā)布時間：2024-03-23 23:49

　　現(xiàn)今報道的光電化學(xué)水裂解只能產(chǎn)生非常有限的光電流(大多數(shù)小于10m A cm^-2),這限制了半導(dǎo)體在水裂解中的實際應(yīng)用。為了解決這個問題,我們設(shè)計并獲得了既能保持電催化產(chǎn)生的高電流密度,又能有效利用太陽能的高效光輔助電催化析氧反應(yīng)(OER)催化劑。OER緩慢的動力學(xué)是水裂解的瓶頸,OER動力學(xué)的改善對產(chǎn)生清潔能源具有非常重要的意義。光輔助電催化劑以電催化為主導(dǎo),光照為輔助實現(xiàn)了OER動力學(xué)的有效提升。半導(dǎo)體(WO₃、C₃N₄和MoS₂)由于存在帶隙,分別為2.60 e V、2.67 e V和1.85 e V,能夠吸收光子,轉(zhuǎn)化成可移動的光生電荷(電子和空穴),這個過程能夠加快反應(yīng)動力學(xué)過程,光生空穴也因具有氧化能力而提升OER活性。但是半導(dǎo)體(WO₃、C₃N₄和MoS₂)自身的電荷分離效率低,不能高效地利用太陽光。因此,我們通過構(gòu)建異質(zhì)結(jié)、復(fù)合助催化劑去提高光生電荷分離效率。通過這些方法,我...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1光激發(fā)電荷引發(fā)的水裂解原理圖

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文2V更正[18]。由于表面極化現(xiàn)象、能帶彎曲和電荷遷移等造成的能量損失，光電極材料的帶隙寬度一般需要大于1.7eV[19]。此外，為了能有效地利用可見光區(qū)（占了太陽能的42.5%）的太陽能，需要半導(dǎo)體的帶隙小于2.5eV，因為過大會趨向紫外區(qū)的吸收[19]。此....

圖2.4（a）WO的TEM圖像

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文2226.4o出現(xiàn)了CNTs的（002）晶面的衍射峰。而CF/WS/CNTs中，除了CF和CNTs之外，還有SnSe2和WO3的衍射峰。在30.9o、40.3o和47.9o對應(yīng)SnSe2的（101）、（102）和（110）晶面，其屬于六角晶系。在圖2.5b的H....

圖2.7（a）WS的XRD曲線

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文24Figure2.7(a)XRDpatternsofWS.(b)HRTEMimaginesofWS.TheXPSspectraofW4f(c),Sn3d(d),Se3d(e)andO1s(f)forWO3andWS.圖2.7（a）WS的XRD曲線。（b）WS....

圖2.11CF/WS/CNTs、CF/CNTs和CF的XPS譜圖

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文30OER反應(yīng)的進行。結(jié)合光譜表證結(jié)論，CNTs和CF不會影響WS對光的吸收，但能有效促進光生電荷的分離。因此，受光之后WS的快速電荷分離和傳遞極大地促進了CF中電子向CNTs的移動。Figure2.11XPSpatternsofCF/WS/CNTs,CF/C....

本文編號：3936653