镍基石墨烯复合物的制备及染料敏化制氢研究

发布时间：2025-07-07 02:29

　　到目前为止,我们仍然是主要依靠石油、煤以及天然气等传统能源为我们的生产和生活提供支持。但是,它们本身存在许多问题,例如其日渐枯竭,不可再生等,同时,也会带来许多问题,比如会造成严重的环境污染,生态破坏,温室效应等,因此,寻找新型可替代能源迫在眉睫。氢能,作为一种高效、清洁、绿色能源,进入人们视线。目前,氢气的获取途径主要有电解水,石油裂解,太阳能光催化分解水等。其中,太阳能廉价并且取之不尽,因此受到了广大学者的青睐。在染料敏化体系中,将太阳能转化为化学能,这一方法具有很好的研究意义,因此受到广泛关注。在该体系中,助催化剂的使用是十分重要的,因为其可以有效地分离光生电子和空穴,降低析氢过电位,从而提高产氢活性。常用的助催化剂主要是铂、铑等一些贵金属,但是在地壳中含量稀少,难获得,价格昂贵,进而限制了应用。因此需要寻找廉价易得的替代品。镍在地壳中含量丰富、价格低廉。石墨烯有大的比表面积,好的化学与物理性能。该论文通过简单热处理,制备镍基石墨烯复合物作为析氢助催化剂,染料敏化分解水制氢。本文工作主要有以下两部分:（一）、先通过改进的Hummers法获得氧化石墨烯（GO）溶胶,再加入NiCl

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1半导体光催化分解水制氢反应机理然而并不是所有的半导体都可以用于光催化分解水制氢的，这与半导体价带、导带的位置有很大的关系

第一章绪论的电子，在外加电场内材料中的电子发生定向移动形成电流；价带中的电子跃迁到导带上，不善于传导电流的材料为绝缘体；而半导体是常温下导电性于导体与绝缘体之间的一种材料，当其获得至少等于带隙的能量时，电子便价带跃迁至导带，这种材料的导电能力是可调控的。半导体光催化分解水产氢的....

图1-2染料敏化半导体制氢原理

以吸收可见光，用其对半导体敏化从而拓宽吸光范围是一有效的改性方法0]。.3.1原理图1-2是染料敏化半导体制氢的原理图，此过程主要有七步[31]：（1）在染化体系中，染料分子首先对可见光产生响应，接着从基态（dye）跃迁至激（dye*）；（2）其中部分发射荧光，重回基态；（....

图1-3曙红分子结构式

第一章绪论；（3）好的光、热稳定性，在电子给体作用下质材料表面有牢固、有效地结合。染料和有机染料两类，而在光催化制氢中：（1）金属有机配合物，如金属卟啉[33]、多；（2）纯有机配合物，如呫吨类染料[36-41]、这类染料因为其共轭离域大π键结构而具有，与半导体有强的吸附作用等....

图1-4Zn0.30Co2.70S4的（a和b）SEM，（c和d）TEM图以及d中的中空结构的EELS元素mapping图

o2.70S4的（a和b）SEM，（c和d）TEM图以及d中的中空结构mapping图[60]然界中含量十分丰富，价格低廉，镍基化合物在光催化制，有大量的文献报道了镍基化合物以及其复合材料在光用。Zhang[61]等将NiCl2水溶液与GO溶胶以一定比例混镍....

本文编号：4056339