本文主要研究内容
作者赵留丹（2019）在《BiVO4光阳极的制备及其光电催化性能研究》一文中研究指出：能源危机和环境污染是人类面临的主要问题,开发可再生的清洁能源是解决能源和环境问题的关键。氢能作为一种清洁能源,被认为是最具有发展潜力的可再生能源。目前可以通过光催化分解水和光电催化分解水等途径利用太阳能产生氢气。相对于光催化分解水制氢,光电催化一种更高效地获取氢气的方式。在光电催化反应中,半导体光电极材料发挥着十分重要的作用。其中,BiVO4因其化学性质稳定,带隙较窄,可吸收自然光中大部分可见光被广泛应用于光电催化的研究。但BiVO4仍然存在电荷传输速率慢、光生电子-空穴对易复合等问题。鉴于此,本论文通过构筑三元复合的g-C3N4/Ag/BiVO4和Ni掺杂BiVO4,促进光生电荷的传输和分离,提高其光电催化性能。具体研究结果如下:（1）通过旋涂煅烧法制备具有孔结构的BiVO4光阳极材料。在对BiVO4光阳极的形貌、物相以及光学性质进行表征的基础上,利用LSV对不同条件下制备的BiVO4光阳极进行光电流密度测试。探索了前驱体溶液中聚乙烯醇含量、旋涂层数以及煅烧温度对BiVO4光阳极光电性能的影响。结果表明,前驱体溶液中聚合物PVA含量以及旋涂层数会影响BiVO4光阳极材料的形貌结构和光吸收强度,煅烧温度会影响BiVO4光阳极的结晶度,从而影响其光电化学性能。当PVA含量为0.6 g,旋涂层数为三层,煅烧温度为500℃时,BiVO4光阳极的光电流密度最大,其光电流密度在外加偏压为1.0 V（vs.Ag/AgCl）时可达0.46mA?cm-2。（2）利用浸渍法制备g-C3N4/Ag/BiVO4光阳极。采用XRD、SEM、TEM、XPS以及固体紫外手段对其物相、形貌及光学特性等进行表征。结果表明,Ag纳米颗粒以及g-C3N4纳米片均匀地覆盖在BiVO4表面。采用LSV对复合前后的BiVO4光阳极的光电流密度进行测试,在外加偏压为1 V（vs.Ag/AgCl）条件下,g-C3N4/Ag/BiVO4光阳极的光电流密度可达1.85 mA?cm-2,约是BiVO4光阳极(0.43 mA?cm-2)的4倍。莫特-肖特基和电化学阻抗谱测试结果表明,复合材料可以提高BiVO4光阳极的载流子密度,促进半导体/电解液反应界面的载流子的传输与分离。IPCE测试结果表明,与BiVO4光阳极相比,g-C3N4/Ag/BiVO4光阳极的光电转换效率从14.0%增加至28%。（3）通过水热法制备Ni掺杂的BiVO4光阳极,探究了Ni掺杂对BiVO4光阳极光电性能的影响。研究结果表明,Ni掺杂后BiVO4光阳极带隙减小,更有利于光的吸收;0.5%Ni掺杂的BiVO4光阳极的光电流密度可达1.01 mA?cm-2（1 V vs.Ag/AgCl）,与未掺杂的BiVO4光阳极相比,其光电流密度提高了约1.57倍;Ni掺杂后BiVO4光阳极的阻抗明显减小,其电子寿命从7.4 ms增加为13.1 ms;载流子浓度明显提高,光电转换效率从14.0%增加至20%。
Abstract
neng yuan wei ji he huan jing wu ran shi ren lei mian lin de zhu yao wen ti ,kai fa ke zai sheng de qing jie neng yuan shi jie jue neng yuan he huan jing wen ti de guan jian 。qing neng zuo wei yi chong qing jie neng yuan ,bei ren wei shi zui ju you fa zhan qian li de ke zai sheng neng yuan 。mu qian ke yi tong guo guang cui hua fen jie shui he guang dian cui hua fen jie shui deng tu jing li yong tai yang neng chan sheng qing qi 。xiang dui yu guang cui hua fen jie shui zhi qing ,guang dian cui hua yi chong geng gao xiao de huo qu qing qi de fang shi 。zai guang dian cui hua fan ying zhong ,ban dao ti guang dian ji cai liao fa hui zhao shi fen chong yao de zuo yong 。ji zhong ,BiVO4yin ji hua xue xing zhi wen ding ,dai xi jiao zhai ,ke xi shou zi ran guang zhong da bu fen ke jian guang bei an fan ying yong yu guang dian cui hua de yan jiu 。dan BiVO4reng ran cun zai dian he chuan shu su lv man 、guang sheng dian zi -kong xue dui yi fu ge deng wen ti 。jian yu ci ,ben lun wen tong guo gou zhu san yuan fu ge de g-C3N4/Ag/BiVO4he Nican za BiVO4,cu jin guang sheng dian he de chuan shu he fen li ,di gao ji guang dian cui hua xing neng 。ju ti yan jiu jie guo ru xia :（1）tong guo xuan tu duan shao fa zhi bei ju you kong jie gou de BiVO4guang yang ji cai liao 。zai dui BiVO4guang yang ji de xing mao 、wu xiang yi ji guang xue xing zhi jin hang biao zheng de ji chu shang ,li yong LSVdui bu tong tiao jian xia zhi bei de BiVO4guang yang ji jin hang guang dian liu mi du ce shi 。tan suo le qian qu ti rong ye zhong ju yi xi chun han liang 、xuan tu ceng shu yi ji duan shao wen du dui BiVO4guang yang ji guang dian xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming ,qian qu ti rong ye zhong ju ge wu PVAhan liang yi ji xuan tu ceng shu hui ying xiang BiVO4guang yang ji cai liao de xing mao jie gou he guang xi shou jiang du ,duan shao wen du hui ying xiang BiVO4guang yang ji de jie jing du ,cong er ying xiang ji guang dian hua xue xing neng 。dang PVAhan liang wei 0.6 g,xuan tu ceng shu wei san ceng ,duan shao wen du wei 500℃shi ,BiVO4guang yang ji de guang dian liu mi du zui da ,ji guang dian liu mi du zai wai jia pian ya wei 1.0 V（vs.Ag/AgCl）shi ke da 0.46mA?cm-2。（2）li yong jin zi fa zhi bei g-C3N4/Ag/BiVO4guang yang ji 。cai yong XRD、SEM、TEM、XPSyi ji gu ti zi wai shou duan dui ji wu xiang 、xing mao ji guang xue te xing deng jin hang biao zheng 。jie guo biao ming ,Agna mi ke li yi ji g-C3N4na mi pian jun yun de fu gai zai BiVO4biao mian 。cai yong LSVdui fu ge qian hou de BiVO4guang yang ji de guang dian liu mi du jin hang ce shi ,zai wai jia pian ya wei 1 V（vs.Ag/AgCl）tiao jian xia ,g-C3N4/Ag/BiVO4guang yang ji de guang dian liu mi du ke da 1.85 mA?cm-2,yao shi BiVO4guang yang ji (0.43 mA?cm-2)de 4bei 。mo te -xiao te ji he dian hua xue zu kang pu ce shi jie guo biao ming ,fu ge cai liao ke yi di gao BiVO4guang yang ji de zai liu zi mi du ,cu jin ban dao ti /dian jie ye fan ying jie mian de zai liu zi de chuan shu yu fen li 。IPCEce shi jie guo biao ming ,yu BiVO4guang yang ji xiang bi ,g-C3N4/Ag/BiVO4guang yang ji de guang dian zhuai huan xiao lv cong 14.0%zeng jia zhi 28%。（3）tong guo shui re fa zhi bei Nican za de BiVO4guang yang ji ,tan jiu le Nican za dui BiVO4guang yang ji guang dian xing neng de ying xiang 。yan jiu jie guo biao ming ,Nican za hou BiVO4guang yang ji dai xi jian xiao ,geng you li yu guang de xi shou ;0.5%Nican za de BiVO4guang yang ji de guang dian liu mi du ke da 1.01 mA?cm-2（1 V vs.Ag/AgCl）,yu wei can za de BiVO4guang yang ji xiang bi ,ji guang dian liu mi du di gao le yao 1.57bei ;Nican za hou BiVO4guang yang ji de zu kang ming xian jian xiao ,ji dian zi shou ming cong 7.4 mszeng jia wei 13.1 ms;zai liu zi nong du ming xian di gao ,guang dian zhuai huan xiao lv cong 14.0%zeng jia zhi 20%。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自郑州大学的赵留丹，发表于刊物郑州大学2019-07-09论文，是一篇关于光电催化论文,光阳极论文,异质结论文,掺杂论文,郑州大学2019-07-09论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自郑州大学2019-07-09论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：光电催化论文; 光阳极论文; 异质结论文; 掺杂论文; 郑州大学2019-07-09论文;