【摘 要】
:
开发高效、低成本的光催化剂用于析氢反应对解决能源短缺和环境污染问题至关重要。但在光催化析氢领域中,光生载流子易于重组仍然是亟待解决的问题。在众多举措中,构建异质结是调控载流子传输路径,抑制载流子重组以及改善光催化析氢活性的一种有效途径。本文采用将不同半导体材料与过渡金属硫化物耦合形成异质结的方法,依次构筑了具有I-型,p-n型,Z-型以及S-型异质结的光催化剂,并用于光解水制氢反应,主要研究内容如
论文部分内容阅读
开发高效、低成本的光催化剂用于析氢反应对解决能源短缺和环境污染问题至关重要。但在光催化析氢领域中,光生载流子易于重组仍然是亟待解决的问题。在众多举措中,构建异质结是调控载流子传输路径,抑制载流子重组以及改善光催化析氢活性的一种有效途径。本文采用将不同半导体材料与过渡金属硫化物耦合形成异质结的方法,依次构筑了具有I-型,p-n型,Z-型以及S-型异质结的光催化剂,并用于光解水制氢反应,主要研究内容如下:(1)采用溶剂热法合成了Fe2O3/NiS p-n异质结光催化剂,由XRD、SEM、XPS等表征分析得知该催化剂由NiS纳米颗粒和Fe2O3六方纳米片组成。通过调整Fe2O3和NiS的质量占比,复合催化剂的产氢速率达到5.82 mmol·g-1·h-1,分别是NiS的2.7倍和Fe2O3的58.2倍。p-n异质结的形成有效促进了光生载流子的转移和分离,这一结果也通过光致发光光谱和光电化学实验等一系列表征得到了印证。(2)制备并研究了CeO2/CoS2I-型异质结催化剂在可见光下的析氢活性。由XRD和XPS等一系列表征证明该复合催化剂的成功合成。CeO2和CoS2质量比为1:20的COCS-3样品析氢活性最好,析氢速率达到5.17 mmol·g-1·h-1。BET分析结果表明CeO2的引入能增大光催化剂的比表面积,暴露更多的活性位点。同时通过荧光和电化学实验结果表明了CeO2/CoS2催化剂的光生载流子能够快速的分离和转移,从而加速了析氢反应动力学。(3)通过简单的水热法合成了WO3/CoS2Z-型异质结光催化剂。由析氢测试得知WO3/CoS2催化剂的产氢速率达到了4.42 mmol·g-1·h-1,分别是WO3的80.41倍和CoS2的2.17倍,且该催化剂具有良好的稳定性。XRD、SEM、TEM和XPS等表征结果证明成功合成了WO3/CoS2催化剂,而且荧光和电化学实验结果说明了WO3/CoS2催化剂具有较高的光生载流子分离效率。(4)制备并研究了CoS2纳米球修饰Zn0.5Cd0.5S的S-型异质结光催化剂。该复合催化剂的产氢速率达到25.15 mmol·g-1·h-1,是纯Zn0.5Cd0.5S的3.26倍。另外,光致发光光谱和电化学实验有效说明了CoS2/Zn0.5Cd0.5S的光生载流子分离速率优于单一的CoS2和Zn0.5Cd0.5S。在本研究中,CoS2和Zn0.5Cd0.5S均为n型半导体,紧密接触后遵循S-型异质结电子转移机制,不仅抑制了载流子的重组,还保留了更强的还原电位,从而促进了光催化实验中H+的还原。
其他文献
当今,我国经济正由高速增长阶段向高质量发展阶段转变,在追求经济效益的同时,对环境保护的呼声越来越高。政府为保护生态环境、建设绿色中国发布了一系列环境规制,构建了绿色金融体系,以此激励企业主动进行绿色生产,从而实现社会经济的健康可持续发展。为响应国家政策号召,越来越多的企业开始注重环境责任的履行,以期通过积极履行环境责任树立良好的企业形象,提高市场占有率,进而促进企业价值的提升。与此同时,在科技引领
无人驾驶技术汽车在当前的社会发展中占据极其重要的地位,随着当前中国知识产权的快速发展,技术与专利的联系日益密切,核心专利的识别也一直是研究的热点和难题,本文基于授权专利对无人驾驶汽车技术的整体发展趋势进行研究,并基于核心专利识别以B企业为例制定企业专利战略。通过检索得到中国无人驾驶汽车技术授权专利8 447件,美国无人驾驶汽车技术授权专利19 664件。通过对授权专利数据进行趋势分析、地域分析、聚
本文在77 K温度下,采用四引线法就超导带材,分别在0~100 mT不同的外界磁场强度和0~90°不同的磁场方向下进行测量,分析第二代高温超导带材的临界电流和n值对直流背景磁场的依赖性。结果表明,随着外界磁场强度的增大,超导带材的临界电流逐渐衰减,当磁场由0°平行方向转向90°垂直方向的过程中,临界电流逐渐衰减,且衰减逐渐严重;随着磁场强度的增大,超导带材的n值减小;随着磁场与带材夹角由0°变为9
在医疗卫生服务体系改革的背景下,国内学者对医疗机构绩效评价研究在不断深入,然而,针对基层医疗卫生机构的绩效评价尚显不足。为推动基层医疗卫生机构持续提升服务能力和改进服务质量,进一步发挥绩效考核导向作用,国家卫健委提出加强基层医疗卫生机构的绩效考核。为了更科学、全面地对我国基层医疗卫生机构绩效进行评价,本研究从机构自身特点出发,基于文献分析及政策研究,从服务提供、服务效率、经济管理和人员配置四个角度
高温超导带材的出现,使超导储能磁体能以更高的性价比应用于工程中,然而YBCO的各向异性使带材整体的利用率较低,储能潜力没很好开发出来。本文通过ANSYS maxwell建立磁体有限元模型,结合YBCO带材的临界电流特性以及磁体上"坏点"的位置分布规律,提出一种新磁体结构即阶梯填充系数结构。与初始储能磁体相比,优化后双阶梯填充系数磁体最大径向磁场值降低14.08%,储能提高24.88%;三阶梯填充系
创新是企业持续性发展的源泉,创新意愿是企业开展创新活动的关键,也是提高核心竞争力的重要保障。如何提高企业创新意愿,提升企业的创新能力,已经成为学术界讨论的热点。随着经济形势日益严峻和市场竞争的不断增大,企业的生存环境变得越来越复杂,仅依靠企业内部资源往往无法保证企业获得持续的竞争优势。基于社会资本理论,社会关系是一种有效获取外部资源的战略手段。实践中,企业关系这一非正式机制成为了企业获取资源,提升
金属制品业是制造业下的细分大类,这些年受益于人口红利和中国经济高速发展,金属制品业得到了迅猛发展。我国在产能方面已经成为世界大国,但该行业普遍都是中小企业,生产设备与技术均不先进,生产的产品不能满足下游企业对高品质产品的需求,从而导致产能过剩,低品质产品供大于求,竞争异常激烈,行业利润呈下滑趋势。国务院于2013年颁布《关于化解产能过剩矛盾的指导意见》,指出企业应重视并购重组,这是快速化解产能过剩
维持安全社交距离是地铁在新冠肺炎疫情期间的重要常态化防疫措施。若地铁乘客在乘坐地铁的过程中主动做出行为决策避开拥挤、保持安全距离,将有助于维护地铁的公共卫生安全,故有必要探索地铁乘客做出避开拥挤决策的影响机制。本文结合心理学、行为学、安全科学等领域的理论设计研究框架,提出了地铁乘客感知拥挤、风险意识、安全感、乘坐意愿和行为决策之间的假设关系,并基于问卷调查收集的数据,对构建的结构方程模型进行路径分
随着我国经济的高速发展,城市化进程的快速推进,城市公园如雨后春笋般在全国各城市中大规模出现,在现代社会,城市公园已经成为人们日常休闲游玩的主要场所,然而城市公园相对于旅游景区,有人员杂、树木多、草深、林密、光线昏暗、设施维护不全、管理松散等很多不利安全因素。“以人为本”,是习近平中国特色社会主义思想的核心要点,也是当今社会各领域发展的核心基础。改革开放四十多年来,我国风景园林景观事业已经发展到了新