基于半導(dǎo)體反蛋白石結(jié)構(gòu)的光催化解水性能的研究.pdf

1、隨著化石燃料以及常規(guī)能源的日益枯竭，利用太陽能光催化裂解水產(chǎn)氫可以將光能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，與光伏相比較光解水解決了二次能源的轉(zhuǎn)化問題，因此具有廣闊的應(yīng)用前景以及十分深遠(yuǎn)的意義。
　　本論文研究了基于聚苯乙烯膠體微球的半導(dǎo)體反蛋白石結(jié)構(gòu)的光催化產(chǎn)氫性能。這種反蛋白石結(jié)構(gòu)可以使材料的比表面積增大而提高材料的產(chǎn)氫性能。另外反蛋白石結(jié)構(gòu)光子帶隙對光子態(tài)密度的調(diào)制為其光催化性能提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
　　本文利用膠體晶體模板，利用鈦酸四丁酯

2、作為鈦源制備出了高品質(zhì)的二氧化鈦反蛋白石結(jié)構(gòu)，并通過應(yīng)用不同微球粒徑的膠體晶體微球制備出了具有不同光子帶隙的反蛋白石結(jié)構(gòu)，并通過不同偏壓下的光電流表征的方式對不同光子帶隙樣品的產(chǎn)氫性能進(jìn)行了研究。隨著聚苯乙烯微球粒徑的增大，二氧化鈦光子帶隙位置向長波方向偏移;反蛋白石結(jié)構(gòu)與薄膜相比較，其不僅具有光子帶隙結(jié)構(gòu)而且有更高的光催化產(chǎn)氫效率;實(shí)驗(yàn)也表明了二氧化鈦反蛋白石結(jié)構(gòu)具有很好的光穩(wěn)定性。本文對不同光子帶隙的樣品產(chǎn)氫效率進(jìn)行了比較，并發(fā)現(xiàn)具

3、有不同光子帶隙的反蛋白石樣品具有不一樣的產(chǎn)氫效率。
　　因?yàn)槎趸佔(zhàn)鳛橐环N寬禁帶半導(dǎo)體，其禁帶寬度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)決定了其只能響應(yīng)太陽光中的紫外部分，而可見光部分的能量無法被高效的使用，進(jìn)而本論文探討了一種窄禁帶半導(dǎo)體材料，氧化亞銅可以充分利用可見光部分的能量進(jìn)行光催化產(chǎn)氫。
　　本文利用膠體晶體作為模板，使用電化學(xué)沉積的方式制備出了具有不同光子帶隙的氧化亞銅反蛋白石結(jié)構(gòu)，并使用電化學(xué)工作站對氧化亞銅半導(dǎo)體材料的光催化產(chǎn)

4、氫性能進(jìn)行了研究。與氧化亞銅薄膜相比較，氧化亞銅反蛋白石結(jié)構(gòu)的效率較高，但其光穩(wěn)定性不佳是導(dǎo)致這種材料無法應(yīng)用的關(guān)鍵所在。如何避免或減輕氧化亞銅在光照下的光腐蝕是一個(gè)具備現(xiàn)實(shí)意義的課題。
　　本文嘗試使用液相原子層沉積氧化鈦包覆的方法來降低氧化亞銅的光腐蝕性，并對樣品的光催化產(chǎn)氫性能進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)包覆以后的樣品光穩(wěn)定性得到了提高。同時(shí)研究了不同的光子帶隙樣品的產(chǎn)氫效率，通過對具有不同光子帶隙樣品光電流的比較，本文發(fā)現(xiàn)光子帶隙帶邊