导读:本文包含了纳米棒阵列电极论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:TiO_2纳米棒阵列,水热法,氢化处理,异相结
纳米棒阵列电极论文文献综述
王秀杰[1]（2017）在《分枝及氢化的TiO_2纳米棒阵列电极制备、表征及其光催化性能研究》一文中研究指出氢能作为清洁新能源应用前景广阔,太阳光光解水产氢是氢能来源之一,具有十分重要的意义。近年来TiO_2纳米棒阵列由于其独特的结构与性能在光催化制氢方面得到广泛关注,但由于TiO_2能带隙较大,光催化效率不高,对其进行改性以提高光催化效率一直是研究的重要方向之一。本文围绕TiO_2纳米棒阵列结构改性开展工作,主要研究内容与结论如下:1.采用水热法制备出TiO_2纳米棒阵列,对其进行氢化处理得到氢化的TiO_2纳米棒阵列(H-TNRs),考察了纳米棒长度对H-TNRs样品的光催化活性的影响。研究发现,随着水热时间延长,得到的H-TNRs样品的纳米棒排列更加紧密、阵列更明显,其平均当量宽度逐渐增大,长度逐渐增长;H-TNRs样品为金红石晶型,且纳米棒朝着(001)方向生长;水热时间9 h的样品(H-TNRs-9 h)的光电催化活性最好。将此样品用于薄层池中进行光电化学氧化有机物,发现光催化反应过程中产生的净电量与有机物的化学需氧量(COD)在一定范围内(0~288 mg·L-1)具有良好的相关性,据此设计了利用可见光的光电化学COD传感器,测试表明,光电化学法得到的COD与重铬酸盐法测得的标准COD结果相吻合,该方法操作简单快速和经济有效。2.通过调整氢化和分枝处理顺序,设计并成功制备了先氢化再分枝的TiO_2纳米棒阵列(B/H-TNRs)和先分支再氢化的TiO_2纳米棒阵列(H-BTNRs)材料。结构表征发现,B/H-TNRs材料的TiO_2分枝表面不存在无序层,而H-BTNRs的分枝上存在1.8 nm左右的无序层结构;二种材料都含有Ti3+,但B/H-TNRs样品中的含量低于H-BTNRs;氢化处理提高了材料对紫外区及可见光区的太阳光的吸收;水热分枝时间对B/H-TNRs材料结构与性能有明显影响,水热分枝1 h的样品的光催化活性最好。在模拟太阳光下,B/H-TNRs的光电流和光催化产氢速率分别是H-BTNRs的1.6和2.4倍,结构表征和机理分析表明,氢化TiO_2纳米棒与未氢化的TiO_2纳米分枝之间形成异质结构,促进了光生载流子分离,使其光催化活性大大提高。3.采用水热法成功制备了锐钛矿-金红石TiO_2异相结分枝纳米棒阵列(ATNRs),并与金红石-金红石TiO_2分枝纳米棒阵列(BTNRs)进行了结构和光电催化性能的比较,结果发现ATNRs和BTNRs均是叁维结构,ATNRs样品表面的分枝像荆棘,长约50 nm;BTNRs样品表面的分枝像针状,长度约为80 nm。光谱分析表明ATNRs和BTNRs样品的光吸收明显高于TNRs,荧光光谱表明ATNRs的荧光强度比BTNRs有所降低,即ATNRs的光生电子-空穴复合得到改善;在模拟太阳光下二种材料均具有好的光电稳定性,在0.23 V偏压下,ATNRs的光电流为3.18 mA·cm-2,光电催化分解水产氢速率为45.78μmol·cm-2·h-1,均是BTNRs的2倍,表明锐钛矿与金红石间的异相结构提高了TiO_2的光电催化活性。通过光电化学分析也发现ATNRs样品的固定电阻远低于BTNRs样品,表明ATNRs样品具有更有效的光生载流子分离能力,导致更高的光电转换效率。(本文来源于《华南理工大学》期刊2017-05-15）
张莉[2]（2015）在《纳米棒阵列电极的控制合成及其催化析氢性能研究》一文中研究指出氢能源由于资源丰富、安全清洁、性能优越,在未来极有可能替代化石燃料而受到人们的高度重视。氢气可通过多种途径制备,其中电解水制氢技术利用太阳能等可再生能源,其工艺简单,无污染,是实现氢时代的最佳制氢方法。更重要的是,水和氢气间的转变可以实现电能和化学能之间的转化。传统的高性能析氢电极材料主要为铂族贵金属,但其储量有限且价格昂贵,无法实现大规模生产。这就迫切需要研发价廉且丰富的材料来降低制氢技术的成本,以致将来实现氢能经济。此外,现有析氢催化剂的制备方法大多存在工艺过程复杂、形貌难以控制、龟裂现象难以避免等问题。因此,寻找简单清洁的新型制备方法,生产具有低成本、高催化活性和稳定性的阴极析氢材料具有重要的研究意义和使用价值。①采用简单可控的乙二醇调控水热法以及后续热处理,在泡沫Ni基底上原位生长Ru O2-Ni O纳米棒,制备出具有高催化活性和稳定性的析氢电极。乙二醇与过渡金属间较强的配位效应使得其可以与Ru Cl3或Ni Cl2络合形成金属醇化物,并以此作为成核位点逐渐组装形成规整的纳米棒阵列。SEM图显示Ru O2-Ni O纳米棒阵列垂直生长在Ni foam基底上,其长度为1-2μm。电化学测试表明,Ru O2-Ni O电极显示出优越的析氢催化活性及稳定性。Ru O2-Ni O/Ni foam电极的起始电位比Ni foam电极正移175 m V,其活性比表面积是Ni foam电极的15倍,是Ni O/Ni foam电极的23倍;Ru O2-Ni O/Ni foam电极的交换电流密度(j0)为2.24×10-3 A cm-2,比Ni foam和Ni O/Ni foam电极高两个数量级;在η=100 m V时,Ru O2-Ni O/Ni foam电极的反应电阻(Rct)为0.50Ω,显着小于Ni foam(35.93Ω)和Ni O/Ni foam(173.60Ω),说明Ru O2-Ni O/Ni foam电极具有更优的析氢催化活性。这种优越的电化学性能来源于电极材料独特的纳米结构。电极表面的氧化镍/氢氧化镍物种能有效促进水分子的离解以及吸附氢原子的形成,随后形成的吸附氢原子在附近的钌物种上脱附并快速形成氢气分子。这种直接在导电基底上水热合成纳米阵列材料的方法,为Ni-基析氢电极材料的制备及实际应用提供了有效可行的新方法。②采用高效可控的磁控溅射技术,在泡沫Ni基底上制备Ni-Mo合金纳米棒阵列析氢催化剂。Ni-Mo合金催化剂表现出非晶态结构,有利于吸附氢原子(Had)的电化学脱附;SEM表征显示,电极表面由高度规整的纳米颗粒组成,直径约为50 nm,SEM横截面图显示电极表面是垂直于基底的纳米棒阵列结构,其长度约为1μm。纳米棒阵列结构有利于气泡从电极表面快速逃逸,减弱电解质的扩散阻力;Ni-Mo/Ni foam电极的活性比表面积是Ni/Ni foam电极的5倍,表明Mo元素可以显着提高Ni电极的粗糙度,由此提高其催化活性;在η=60 m V时,Ni-Mo/Ni foam电极的反应电阻为1.59Ω,比Ni foam(65.86Ω)、Ni/Ni foam(13.03Ω)和Mo/Ni foam(22.89Ω)电极均小很多,说明Ni-Mo/Ni foam电极具有更优的析氢催化活性。由此可知,Ni-Mo合金电极表现出优越的催化活性,其原因有二:一是独特的纳米棒阵列结构为反应提供了丰富的活性位点;二是Ni和Mo元素间的协同效应增加了电极本身的催化活性。更普遍的是,这种电极结构的纳米精细设计为催化剂的发展提供了一种宝贵的方法,同时这种方法也适用于其他析气电极的设计与制备。(本文来源于《重庆大学》期刊2015-05-01）
张桥保,冯增芳,韩楠楠,林玲玲,周剑章[3]（2010）在《CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能》一文中研究指出采用连续式离子层吸附与反应法制备了CdS量子点敏化的ZnO纳米棒电极.应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对CdS量子点/ZnO纳米棒电极的形貌、晶型和颗粒尺寸进行了分析和表征;采用光电流-电位曲线和光电流谱研究了不同CdS循环沉积次数及不同沉积浓度对复合电极的光电性能影响.结果表明,前驱体浓度都为0.1mol·L-1且沉积15次敏化后的ZnO纳米棒阵列电极光电性能最好.与单纯的ZnO纳米棒阵列电极和单纯的CdS量子点电极相比,其光电转换效率显着提高,单色光光子-电流转换效率(IPCE)在380nm处达到76%.这是因为CdS量子点可以拓宽光的吸收到可见光区,并且在所形成的界面上光生载流子更容易分离.荧光光谱实验进一步说明了光电增强的原因是,两者间形成的界面中表面态大大减少,有利于减少光生电子和空穴的复合.(本文来源于《物理化学学报》期刊2010年11期）
罗代兵,只金芳[4]（2008）在《掺硼金刚石纳米棒阵列电极的制备及电化学应用研究》一文中研究指出掺硼金刚石电极(BDD)由于其优异的电化学性质,在分析化学领域中有着重要应用。本论文在硅纳米线上采用热丝CVD方法沉积制备得到了掺硼金刚石纳米棒电极阵列。通过对其电化学性能(本文来源于《中国化学会第26届学术年会分析化学分会场论文集》期刊2008-07-01）
纳米棒阵列电极论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
氢能源由于资源丰富、安全清洁、性能优越,在未来极有可能替代化石燃料而受到人们的高度重视。氢气可通过多种途径制备,其中电解水制氢技术利用太阳能等可再生能源,其工艺简单,无污染,是实现氢时代的最佳制氢方法。更重要的是,水和氢气间的转变可以实现电能和化学能之间的转化。传统的高性能析氢电极材料主要为铂族贵金属,但其储量有限且价格昂贵,无法实现大规模生产。这就迫切需要研发价廉且丰富的材料来降低制氢技术的成本,以致将来实现氢能经济。此外,现有析氢催化剂的制备方法大多存在工艺过程复杂、形貌难以控制、龟裂现象难以避免等问题。因此,寻找简单清洁的新型制备方法,生产具有低成本、高催化活性和稳定性的阴极析氢材料具有重要的研究意义和使用价值。①采用简单可控的乙二醇调控水热法以及后续热处理,在泡沫Ni基底上原位生长Ru O2-Ni O纳米棒,制备出具有高催化活性和稳定性的析氢电极。乙二醇与过渡金属间较强的配位效应使得其可以与Ru Cl3或Ni Cl2络合形成金属醇化物,并以此作为成核位点逐渐组装形成规整的纳米棒阵列。SEM图显示Ru O2-Ni O纳米棒阵列垂直生长在Ni foam基底上,其长度为1-2μm。电化学测试表明,Ru O2-Ni O电极显示出优越的析氢催化活性及稳定性。Ru O2-Ni O/Ni foam电极的起始电位比Ni foam电极正移175 m V,其活性比表面积是Ni foam电极的15倍,是Ni O/Ni foam电极的23倍;Ru O2-Ni O/Ni foam电极的交换电流密度(j0)为2.24×10-3 A cm-2,比Ni foam和Ni O/Ni foam电极高两个数量级;在η=100 m V时,Ru O2-Ni O/Ni foam电极的反应电阻(Rct)为0.50Ω,显着小于Ni foam(35.93Ω)和Ni O/Ni foam(173.60Ω),说明Ru O2-Ni O/Ni foam电极具有更优的析氢催化活性。这种优越的电化学性能来源于电极材料独特的纳米结构。电极表面的氧化镍/氢氧化镍物种能有效促进水分子的离解以及吸附氢原子的形成,随后形成的吸附氢原子在附近的钌物种上脱附并快速形成氢气分子。这种直接在导电基底上水热合成纳米阵列材料的方法,为Ni-基析氢电极材料的制备及实际应用提供了有效可行的新方法。②采用高效可控的磁控溅射技术,在泡沫Ni基底上制备Ni-Mo合金纳米棒阵列析氢催化剂。Ni-Mo合金催化剂表现出非晶态结构,有利于吸附氢原子(Had)的电化学脱附;SEM表征显示,电极表面由高度规整的纳米颗粒组成,直径约为50 nm,SEM横截面图显示电极表面是垂直于基底的纳米棒阵列结构,其长度约为1μm。纳米棒阵列结构有利于气泡从电极表面快速逃逸,减弱电解质的扩散阻力;Ni-Mo/Ni foam电极的活性比表面积是Ni/Ni foam电极的5倍,表明Mo元素可以显着提高Ni电极的粗糙度,由此提高其催化活性;在η=60 m V时,Ni-Mo/Ni foam电极的反应电阻为1.59Ω,比Ni foam(65.86Ω)、Ni/Ni foam(13.03Ω)和Mo/Ni foam(22.89Ω)电极均小很多,说明Ni-Mo/Ni foam电极具有更优的析氢催化活性。由此可知,Ni-Mo合金电极表现出优越的催化活性,其原因有二:一是独特的纳米棒阵列结构为反应提供了丰富的活性位点;二是Ni和Mo元素间的协同效应增加了电极本身的催化活性。更普遍的是,这种电极结构的纳米精细设计为催化剂的发展提供了一种宝贵的方法,同时这种方法也适用于其他析气电极的设计与制备。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
纳米棒阵列电极论文参考文献
[1].王秀杰.分枝及氢化的TiO_2纳米棒阵列电极制备、表征及其光催化性能研究[D].华南理工大学.2017
[2].张莉.纳米棒阵列电极的控制合成及其催化析氢性能研究[D].重庆大学.2015
[3].张桥保,冯增芳,韩楠楠,林玲玲,周剑章.CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能[J].物理化学学报.2010
[4].罗代兵,只金芳.掺硼金刚石纳米棒阵列电极的制备及电化学应用研究[C].中国化学会第26届学术年会分析化学分会场论文集.2008
标签：TiO_2纳米棒阵列; 水热法; 氢化处理; 异相结;