文档介绍：霖镒鞴答辩委员会主席强硌绉学位文光解水用稀土掺杂半导体电极的研究论叽盎雅迢卓闳敲酥锨担呵抵魃鹋痰酱锩巳兰学科类别三鲎学科专业名称查鱼全星查垒论文提交日期生┞畚拇鸨缛掌旦型奎堡墼撞憬垢钋悼茇亟±分类号密级作者姓名:指导导师姓名:申请学位级别学位授予日期评阅人东北大
摘要.。稀土掺杂电极的光电流最高可达模谴縏獾世界经济的快速发展,使能源问题成为制约经济发展和社会进步的主要障碍。氢能作为二次能源,是一种最理想的无污染的绿色能源。直接利用太阳能光解水制氢是未来解决世界能源危机的有效途径之一,目前,因内外均十分重视陔领域的研究。本文以溶胶一凝胶法制备了稀土掺杂及稀土、铁共掺杂纳米光解水半导体电极。采用单因素实验确定了各电极的最佳制备条件,采用瓺、.⒌缁Х治龅燃觳馐侄味缘缂ǖ男阅芙辛吮碚鳎分析了各因素对电极光电压的影响。稀土掺杂的最佳制备工艺条件为:钐掺杂量为ァ⑸战嵛露、烧结时间⑼磕ぷK痬、涂膜层数恪⑷芙赫扯.·其它元素,掺杂量为ァ⑸战嵛露⑸战崾奔銭⑼磕ぷK痬、涂膜层数恪⑷芙赫扯.·O⊥梁吞膊粼拥淖罴烟粼恿在最佳制备条件下,稀上掺杂及稀土、铁共掺杂的纳米薄膜是由锐钛矿相和金红石相混晶组成,并且余红石相占比例较大。稀土和铁的掺杂提高了由锐钛矿相向分红石相转变的相变温度。、铁共掺杂纳米电极的光电压分别为为.、流的丁#籈一电极的光电流也达到除了籘奈夥段Ъ拔舛冉洗縏挥忻飨缘奶岣咄猓渌⊥元素掺杂对光辐射的吸收都有了提高;籉。催化剂的吸光范围及吸光度比纯显著提高。综合稀上掺杂的纳米电极的实验结果,可以确定稀十和铁的掺杂提高了的光催化活性。稀土、铁或其它会属的共掺杂’电极的研究应该成为未来关键词:;稀土掺杂;光解水;氢能东北大学硕士学位论文中文摘要分别是%、%、%、。..—
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、期:占村、独创性声明岁、尔学位论文版权使用授权书本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中墩得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送变论文的复印件和磁盘,允计论文被查阅和借阅。本人首授权东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。缱髡吆偷际ν馔辖涣鳎朐谙路角┟环裨蚴游2煌狻签字期导师签名签字同期
第一章绪论帚一早珀选题意义得的二次能源——氢能的开发和利用,将预示着能源工业的美好前景。氢能作为在科学技术高度发展的今天,人类对能源的消耗量,几乎逐年以指数关系的速度增长。大量使用化石能源,不仅给环境带来严重污染,同时包使化石能源面临枯竭的危机。未来的永久性能源将是核能与太阳能,而从太阳能或核能转化而一种可再生的能源,取之不尽、用之不竭,完全符合可持续发展战略。氢气燃料以水作为原料,资源丰富,氢气燃烧后产物为水,对环境无污染,是最清洁的能源。氢气密度最小,放热高,其标准燃烧热比汽油的标准燃烧热高近三倍,⋯。当今制氢技术有多种,从传统的电解水制氢法、烃类的水蒸汽重整制氢法、热化学循坏分解水汽法到现代的生物制氢法。这些工艺存在着消耗大,成本高的缺点R苑奖愣鄣姆椒ㄖ票盖馄虺晌了能源和环境科学工作者梦寐以求的愿望。日本学者藤屿和本多对光照电极导致水分解从而产生氢气这一现象的发现,揭示了利用太阳能分解水制氢的可能性。近些年来,随着由电极电解水演变为多相催化分解水,以及以外许多新型光催化剂的相继发现,日本、欧美等国兴起了以光催化方法分解水制氢的研究,并且已在光催化剂的制备、改性、以及光催化理论等方面取得较大进展。化学性质稳定,难溶,无毒,成本低,是理想的光催化剂。但自身有其局限性:禁带宽度约为,要激发产生电子一空穴对需用紫外光;电荷载流子复合速率很快,一般发生在皮秒或纳秒时间尺度,光催化活性不高;对光别是对可见光睦寐式系汀V票父呋钚怨獯呋恋墓丶侨绾谓档凸馍缬栌空穴的复合几率以及扩展对光的吸收范围,故需剥进行表面修饰。常用的修饰方法包括贵金属沉积和金属离子掺杂等,对掺杂光催化剂的研究以前多集中在掺杂贵金属蚏及过渡金属等方面。稀土氧化物具有多晶型、强吸附性与稳定性等特点,在光学、电子学以及催化剂领域有着广泛的应用勺魑L砑蛹粒┱寡趸训墓馕辗段В刮涨红移,为氧化钛可见光条件下的有效应用,开拓了更大空蚓。近年来,国内铃在