【摘 要】
:
氢能被国际能源署定义为“高级”能源,是一种理想的优质清洁能源。目前,氢气主要来源于化石能源的水蒸汽重整过程。然而,对化石燃料过度依赖已经引起一系列的环境问题,如温室
论文部分内容阅读
氢能被国际能源署定义为“高级”能源,是一种理想的优质清洁能源。目前,氢气主要来源于化石能源的水蒸汽重整过程。然而,对化石燃料过度依赖已经引起一系列的环境问题,如温室效应、酸雨、水体污染等,当前亟需发展绿色制氢技术来缓解能源短缺和环境问题。光催化技术被认为是一种可以利用太阳能从水中获取氢气的理想途径。传统的光催化剂如Ti O2因其带隙较宽只能吸收紫外光,Cd S容易产生光腐蚀,含有重金属元素等不利于实际应用。具有二维层状结构的石墨相氮化碳(g-C3N4)因具有良好的的物理化学稳定性、合适的能带结构、可见光响应等优点引起了广泛关注。但其可见光吸收能力(λ<470 nm)不足、比表面积小、导电性差、光生载流子复合率高等,限制了其光催化制氢性能。并且光催化反应是一种复杂的多相催化过程,单组一分材料要获得很高的制氢效率极其困难,一般通过与其他半导体结合构建异质结来提高g-C3N4光催化性能。近年来,过渡双金属氧化物因其优异的光电性能和潜在的应用前景受到广泛关注。双金属氧化物拥有比单金属更高的电导率,更低的产氢过电势,其中多种的不同价态阳离子能够提供丰富的表面氧化还原位点。基于以上分析,本文将两种过渡双金属氧化物和石墨相氮化碳相结合,构建了MCo2O4(M:Ni,Cu)/g-C3N4异质结,主要研究内容和结果如下:(1)采用原位煅烧法将Ni Co2O4纳米颗粒负载在g-C3N4纳米片上。光催化分解水产氢实验结果表明,17.5 wt%-Ni Co2O4/g-C3N4样品显示出优良的光催化性能,其在5 h内的产氢速率为5480μmol?g-1?h-1,优于Co3O4/g-C3N4,Ni O/g-C3N4和Pt/g-C3N4样品,Ni Co2O4/g-C3N4在光照20 h后依然保持较高的活性。在400(±7.5)nm光照射下,17.5 wt%-Ni Co2O4/g-C3N4的产氢量子效率可达4.5%。分析结果表明,Ni Co2O4/g-C3N4复合样品的电子空穴转移路径遵循Z型机制,即g-C3N4导带中的e-和Ni Co2O4价带中的h+会在空间电荷区复合,而在g-C3N4价带上保留的h+氧化三乙醇胺(TEOA),Ni Co2O4导带中的e-与水中的H+反应生成H2,这样可以有效地抑制光生载流子的复合,而且镍离子和钴离子的共存赋予了其更丰富的活性位点和更好的载流子传输性能,使复合样品的光催化性能大大提升。(2)在二维g-C3N4表面原位沉积Cu Co2O4纳米颗粒的方法,制备了高分散Cu Co2O4纳米颗粒负载的g-C3N4异质结光催化剂。在TEOA牺牲剂中,Cu Co2O4/g-C3N4的最高产氢速率可达4187.6μmol?g-1?h-1,同样明显高于Co3O4和Cu O修饰的g-C3N4。通过光电化学和NH3-TPD表征,从表/界面角度着重分析了负载双金属Cu Co2O4的异质结催化剂与单一金属氧化物负载的光催化剂的差异。结果表明Cu Co2O4/g-C3N4具有更快的表面反应动力学和更多的表面酸性位点,有利于H2从催化剂表面析出以及TEOA在催化剂表面的化学吸附。此外,通过光降解Rh B和光沉积Pt纳米颗粒揭示了Cu Co2O4和g-C3N4界面间载流子的传递途径,表明Cu Co2O4/g-C3N4光催化剂电荷载流子的转移路径符合Z型转移机理。
其他文献
扬声器是5G、AI、机器人、语音识别、VR等新技术应用中人机交互时必备的基本器件,在生产过程中对其异音故障进行自动化诊断显得十分必要。传统检测是预先给定扬声器一个激励信号,通过人耳听觉感知的方法,来判断扬声器的异音。由于每个人对声音的敏感程度不同,加上长时间的劳动,使得人工诊断方法的准确度和一致性不高。本文以正常扬声器与鼓膜破损漏气、铁粉杂质、小音三种故障类型的扬声器作为研究对象。通过搭建实验平台
目的通过急性心梗患者,在急性稳定期采用低强度半导体激光鼻腔内照射,于治疗前、后以心肌 SPECT 评价其疗效,进一步说明半导体激光鼻腔内照射可以改善心肌缺血状态。方法 5例
2018年教育部颁布了《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》,指出了人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力四个地理学科核心素养。基于地理学科属性提出的四个学科核心素养应在理论上成为地理课程共同的学科核心素养。人教版初中地理教材“活动”系统类型多样,目标鲜明,合理地优化“活动”系统能够有效落实课程标准;源于蒙古民族长期以来的生产生活环境和历史文化背景,从身边寻找贴近学生生活的素材
义务教育课程标准中提到,听、说、读、写不仅是学生学习的内容,同时也是学生学习的手段。而这四项技能中,阅读是尤为重要的输入技能。有效的课堂提问能够激发学生的学习兴趣、培养学生的思维能力,也能使阅读课的教学效果更好。笔者通过查阅相关文献发现,国内外学者对有效课堂提问都有一定的研究。但大多数研究都是集中在高中和大学的课堂上,对于初中课堂的研究相对较少,而对于特定课型的研究也相对较少。因此,本研究基于输入
氢气不仅清洁无污染,而且能量密度高(140 MJ?kg-1),被认为是最有前景的清洁能源之一。目前氢气主要是通过甲烷的蒸汽重整和电解水等高耗能工艺获得,因此寻求清洁、绿色的产氢
在实际遭受外部干扰影响下的工业控制系统中,大多数的被控对象表现出较强的时变、非线性等特征,并且系统状态变量常常部分或者完全不可测。因此,针对非线性控制系统的模型预测控制(MPC)设计和系统状态估计两方面的相关研究具有重要的理论和应用价值。鉴于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型作为一种处理复杂非线性控制的有效建模工具,本文研究了基于T-S模糊模型的非线性控制系统输出反馈模型预测控制与状态估
高性能特种工程塑料是战略性物资,是高分子领域的前沿研究方向之一。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、热致液晶高分子(Vectra A950)、聚醚醚酮(PEEK)是三种被广泛研究的高性能高分
随着互联网和云计算的快速发展,企业应用逐渐从单机迁移至云平台,云计算环境高可用、弹性伸缩的特点推动着Web应用架构模式从最初的单机架构变为现在流行的微服务架构,有效降
在我国广阔的领土面积内,山体环境面积占比高达33%左右,所以潜在的山体环境灾害对人民的日常生产生活有着较大的威胁。传统的山体监测方式有实时性差、成本高、功耗过高的缺点。所以研发一套适用于山体环境的监测系统有重要的意义。针对传统无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)监测方式所存在的问题,研究内容与成果如下:针对传统的路由协议在WSN数据传输中普遍存在节点能源消耗过
目前,在我国房地产行业正面临高风险、低利润、规模化、高周转率的白热化竞争中,物业管理作为房地产行业的中下游产业同样经历着巨大的变革。一个物业管理企业的核心竞争力、差异化、精细化、智能化的运营,无疑会影响着其市场口碑。那么如何运作才能让物业管理企业长期生存并在生存中成长已经上升为近年房地产、物业管理行业的核心问题。如今全国市场的物业企业已经发展到几十万家的规模,国务院从2017年年初到年终分两次取消