采用半導體光電化學分解水可直接將太陽能轉換為H₂燃料,是目前解決能源危機的理想策略之一。當前,在光電化學分解水過程中,載流子在半導體光陽極表面的分離傳輸易受到熱力學和動力學的共同限制,是影響光電化學分解水效率的主要原因。在眾多半導體中,WO₃具有合適的禁帶寬度（2.7 eV）和優(yōu)異的載流子遷移率,是一種非常有前景的光陽極材料。但是,光生載流子在WO₃光陽極表面具有易復合和難注入到水分子的性質(zhì),是影響其水氧化性能的主要因素。因此,本論文以WO₃光陽極材料為對象,研究并調(diào)控光生載流子在其表面的分離特性。論文主要研究內(nèi)容及結論如下:（1）高能表面態(tài)是影響WO₃光陽極水氧化性能的主要因素之一。本文利用無定形TiO₂（?-TiO₂）作為鈍化劑來改善WO₃的表面態(tài)。實驗結果發(fā)現(xiàn):相同條件下,?-TiO₂/WO₃上的光電流達到1.4 mA cm^-2,是WO

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導體光電分解水原理
        1.2.1 半導體能帶理論
        1.2.2 半導體光電分解水影響因素
    1.3 光生載流子在半導體表面分離調(diào)控研究
        1.3.1 光生載流子在半導體表面分離特征
        1.3.2 光生載流子在半導體表面分離調(diào)控策略
    1.4 WO_3 光陽極的性質(zhì)及改性研究
        1.4.1 WO_3 光陽極材料的基本性質(zhì)
        1.4.2 WO_3 光陽極材料的表面改性研究
    1.5 論文研究目標及主要研究內(nèi)容
        1.5.1 研究目標
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
2 無定形TiO_2 耦合鈍化WO_3 光陽極表面態(tài)機理研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 材料制備
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 電化學和光電化學測量
        2.2.5 中間產(chǎn)物測量
        2.2.6 理論模擬計算
    2.3 結果與討論
        2.3.1 材料表征分析
        2.3.2 電化學和光電化學性能
        2.3.3 理論模擬計算及機理分析
    2.4 本章小結
3 氧空位影響WO_3 光陽極表面水氧化途徑機理研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 樣品制備
        3.2.3 樣品表征
        3.2.4 電化學和光電化學測量
        3.2.5 理論模擬計算
    3.3 結果與討論
        3.3.1 材料表征分析
        3.3.2 電化學和光電化學性能
        3.3.3 理論模擬計算及機理分析
    3.4 本章小結
4 光生載流子在不同晶面WO_3 同質(zhì)結表面分離機制研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 樣品制備
        4.2.3 樣品表征
        4.2.4 電化學和光電化學測量
    4.3 結果與討論
        4.3.1 材料表征分析
        4.3.2 電化學和光電化學性能
        4.3.3 光電催化水氧化機理分析
    4.4 本章小結
5 全文總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]部委新政[J].   能源研究與利用. 2018(01)
[2]表面反應在半導體光催化水分解過程中的重要性[J]. 常曉俠,鞏金龍.  物理化學學報. 2016(01)
[3]基于能帶結構理論的半導體光催化材料改性策略[J]. 王丹軍,張潔,郭莉,申會東,付峰,薛崗林,方軼凡.  無機材料學報. 2015(07)
[4]Pt、N共摻雜TiO2在可見光下對三氯乙酸的催化降解作用[J]. 華南平,吳遵義,杜玉扣,鄒志剛,楊平.  物理化學學報. 2005(10)

碩士論文
[1]三氧化鎢基光電極的制備及其光電化學性能研究[D]. 劉麗英.浙江大學 2013



本文編號：3657744