Fe2O3基半导体的表面修饰及其光电化学水氧化性能的研究

来源 :辽宁科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuhaoyingying
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了缓解能源枯竭和环境污染问题,寻找可替代的新型清洁能源成为问题的关键。氢能是一种理想的新能源,利用太阳能驱动半导体光电催化产氢被认为是解决环境问题和能源危机最有希望的解决方案之一。因此,本论文主要以增强Fe2O3光电催化性能为主线,采用非金属掺杂、构筑异质结和负载助催化剂等策略对Fe2O3进行修饰,制备出了B-Fe2O3、Fe2O3-Co3O4、Ni Fe-LDH@Fe2O3-g-C3N4三种光阳极。在AM 1.5G太阳光照射下,采用三电极系统对其光电化学性能进行了研究,具体研究内容和结果如下:(1)将铁盐、硝酸钠混合通过水热法在导电玻璃(FTO)上生长出Fe OOH前驱体,并将其浸泡在硼酸溶液中,后经管式炉煅烧合成了B-Fe2O3纳米粒子。通过SEM、TEM、XRD、XPS等相关表征,发现Fe2O3主要以颗粒的形式附着在FTO上,并证实了B的存在。电化学测试结果表明,在1.23 V时,B-Fe2O3的光电流密度为0.18 m A cm-2,与Fe2O3的光电流密度(0.09 m A cm-2)相比提高了2倍,且具有长达11 h的稳定性。(2)将铁盐、钴盐、硝酸钠混合利用一锅水热法合成Fe OOH/Co OOH前驱体,后经高温煅烧合成了Fe2O3-Co3O4光阳极。通过SEM、TEM、XRD、XPS等相关表征,证实了Co3O4成功引入到Fe2O3纳米阵列上。电化学测试结果表明,在1.23 V时,Fe2O3、Fe2O3-Co3O4光阳极的光电流密度分别为0.04 m A cm-2、0.58m A cm-2,光电流密度提高约15倍,且在11 h内具有优异的稳定性。(3)首先,采用高温煅烧三聚氰胺制备出氮化碳粉末。将铁盐、硝酸钠、氮化碳粉末混合溶解并通过水热法制备出Fe2O3-g-C3N4复合材料,利用电沉积技术将镍铁水滑石(Ni Fe-LDH)电沉积到Fe2O3-g-C3N4复合材料上,制备了Ni Fe-LDH@Fe2O3-g-C3N4光阳极。通过SEM、TEM、XRD、XPS等表征分析,证实了Ni Fe-LDH成功锚定在Fe2O3-g-C3N4复合材料上。电化学测试结果表明,在1.23 V时,Fe2O3的光电流密度为0.06 m A cm-2,而Ni Fe-LDH@Fe2O3-g-C3N4光阳极的光电流密度为0.28 m A cm-2,约提高了5倍,且可以持续进行水氧化15h以上。最后,通过比较三种光阳极的光电化学性能,发现Fe2O3-Co3O4和Ni Fe-LDH@Fe2O3-g-C3N4光电催化活性更好。在相同的外加电压1.23 V及光照条件下,这两种光阳极不仅可以增强光电流密度,而且起始电位也发生了一定的负移,表明其具有较大的研究潜力。
其他文献
学位
学位
学位
目的:通过近红外光谱测定技术(NIRS)测定肌肉递增负荷工作时肌氧含量的变化特征,分析肌氧拐点与无氧阈拐点产生的机制及在测定最大有氧能力中的作用,从而找到一个新的评价运动水平的指标。方法:受试者20名按照逐级增负荷(Bruce测试)在功率自行车上蹬车,测潮气量(VT)、摄氧量(VO2)、最大摄氧量和心率(HR),同时检测股四头肌外侧从静息状态下到结束运动后整个肌肉组织氧含量变化的过程。结果:研究发
学位
吡喃酮母核含有六元内酯结构单元,广泛存在于具有生物活性的天然产物和具有生理或者药理活性的精细化工产品中。吡喃酮也是合成有机化学和药物化学关键中间体或常用起始原料。硫以蛋白质和氨基酸的形式存在于生命体中,是生命系统中最重要元素之一。有机硫化合物广泛存在于天然和非天然产物中,可用于农业化学、制药、农药、医学化学、材料科学等,所以有机硫分子在合成化学、制药和材料科学中具有重要作用。其中三氟甲硫基单元是药
火力发电是我国电力生产的主要方式,磨煤机作为制粉系统的关键设备,研磨出的煤粉质量会影响最终的燃烧率和使用率。加载装置作为磨煤机施加外力的主要装置,其运行状态的好坏将直接影响磨煤机研磨煤粉质量和碾磨部件材料损耗等内在特性。开展磨煤机加载装置的设计与研究具有重要现实意义。针对目前磨煤机液压加载装置和弹簧加载装置存在的制造成本高、漏油、材料磨损快等问题,在分析磨煤机及其加载装置工作原理的基础上,设计电磁
学位
学位
学位