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闪锌矿结构碳化硅(3C-SiC)具有合适的禁带宽度(2.4 eV)、优良的化学稳定性、高的载流子迁移率及环境友好等特点,在光催化领域拥有潜在的应用前景。为了提高碳化硅光催化分解水制氢的转化效率,科研工作者采用了贵金属负载、纳米碳材料修饰、设计独特的结构及组建异质结等多种方法。基于聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)具有良好的空穴传导能力以及石墨相氮化碳(g-C3N4)具有快速电子转移、合适的能带位置、低成本、高的化学稳定性等优点,本论文设计合成了PEDOT/PSS或g-C3N4改性的碳化硅纳米线柔性复合薄膜,并考察了其光电催化分解水制氢性能。采用溶胶凝胶/碳热还原法制备超长3C-SiC纳米线,并设计合成了SiC-PEDOT/PSS纳米线柔性复合薄膜和SiC/g-C3N4纳米线柔性复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱(Uv-vis)以及荧光光谱(PL)等手段研究了复合薄膜的形貌、结构、成分及光学性质等特征;分析了复合薄膜的光电化学性能和光催化制氢性能;探讨了碳化硅纳米线柔性复合薄膜的光生电子-空穴对分解水制氢机理。主要结论如下:以SiC纳米线和PEDOT/PSS为原料,利用共混法和真空抽滤法制备了网状交联结构Si C-PEDOT/PSS纳米线柔性复合薄膜。研究了SiC-PEDOT/PSS复合薄膜的光电化学性能和光解水制氢性能。结果表明,当偏置电压为0.6 V(vs.Ag/AgCl)、PEDOT/PSS含量为4.5 wt%时,复合电极光照下的电流密度达到最大0.53 mA/cm2,高于纯SiC纳米线电极光照下的电流密度(0.12 mA/cm2);SiC-PEDOT/PSS复合电极具有良好的光响应能力,并且经过4000 s光电化学测试后依然保持稳定的电流密度;光电转换效率(incident photon to current conversion efficiency,IPCE)测试显示该复合电极具有比纯SiC电极更高的光电转换效率。当PEDOT/PSS含量为4.5 wt%时,纳米线复合薄膜的产氢速率达到100.7μmol g-1 h-1,是纯SiC纳米线制氢速率的1.5倍,而且经过15 h循环制氢反应后的产氢量没有明显的减小。由于PEDOT/PSS是良好的空穴导体,因此当复合光催化剂受光辐射激发产生光生电荷时,光生空穴就会从SiC价带不断地向PEDOT/PSS迁移,从而促进了光生载流子的有效分离,进而提高了催化剂的光催化活性。以SiC纳米线和三聚氰胺为原料,利用高温裂解法和真空抽滤法制备了核壳结构SiC/g-C3N4纳米线柔性复合薄膜。研究了SiC/g-C3N4复合薄膜的光电化学性能和光解水制氢性能。结果表明,当偏置电压为0.6 V(vs.Ag/AgCl)、g-C3N4含量为3 wt%时,复合电极光照下的电流密度达到最大0.62 mA/cm2,高于纯SiC纳米线电极光照下的电流密度(0.12mA/cm2);SiC/g-C3N4复合电极具有良好的光响应能力,且经过4000 s光电化学测试后依然保持良好的稳定性;IPCE测试表明该复合电极具有比纯SiC电极更高的光电转换效率。当g-C3N4含量为3 wt%时,纳米线复合薄膜的产氢速率达到175.3μmol g-1 h-1,是纯SiC纳米线制氢速率的2.6倍,而且经过15 h循环制氢反应后的产氢量没有明显的减小。由于g-C3N4的最低未占分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital,LUMO)能级位置高于SiC的导带位置,g-C3N4的最高已占分子轨道(highest occupied molecular orbital,HOMO)能级位置低于SiC的价带位置,所以g-C3N4受光激发产生的光生电子比较容易转移至SiC,与SiC本身产生的光生电子共同作用光解水制氢,与此同时SiC产生的光生空穴能够迁移至g-C3N4,进而促进了光生电子-空穴对的分离,提高了催化剂的光解水制氢效率。