氫能具有燃燒值高、無污染等優(yōu)點,已成為解決能源危機和環(huán)境問題的理想途徑之一。在眾多氫能開發(fā)的手段和途徑中,利用半導(dǎo)體光催化劑,直接把太陽能轉(zhuǎn)換為以H2為載體的化學(xué)能的太陽能光解水制氫過程是*為理想和*有前途的氫能開發(fā)手段之一,在此基礎(chǔ)上,將電化學(xué)與光化學(xué)催化法相結(jié)合(光電協(xié)同)的技術(shù),即光電催化技術(shù)已成為當(dāng)前半導(dǎo)體光催化制氫的研究熱點。半導(dǎo)體光電催化分解水制氫的核心是光電極的研究,近些年來,科研人員已在一些光電極材料的研究中取得了顯著進展。然而,當(dāng)前半導(dǎo)體光電催化分解水制氫光電極仍然面臨著可見光響應(yīng)范圍窄、光生載流子易于復(fù)合、光電轉(zhuǎn)化效率和催化活性低等一系列問題,因此制備低成本、寬可見光響應(yīng)、高光電催化效率及穩(wěn)定性的光電極成為光電催化分解水領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵核心問題。
本著作通過微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控、表界面工程、能級工程及助催化劑修飾等協(xié)同作用構(gòu)建高效穩(wěn)定的光電催化分解水光電極。擬介紹n型光陽極(TiO2、WO3、-Fe2O3、BiVO4等)和p型光陰極(Cu2O、CuO等)材料的制備、改性及光電催化性能調(diào)控。將為穩(wěn)定、高效、可見光催化分解水電極的設(shè)計與制備開辟新的途徑和提供理論指導(dǎo)。
劉志鋒,博士,教授,天津市建筑綠色功能材料重點實驗室主任。首屆天津市杰出青年基金獲得者(2017年),天津市131人才工程第一層次人選(2013年),天津市高校學(xué)科領(lǐng)軍人才培養(yǎng)計劃人選(2017年)。天津市硅酸鹽學(xué)會理事,天津法院知識產(chǎn)權(quán)審判技術(shù)咨詢專家,*家重點研發(fā)項目、*家基金及部分省市基金會評及通訊評審專家。主持在研和完成科研項目近20項;在Small、Applied Catalysis B: Environmental、Journal of Materials Chemistry A等國內(nèi)外期刊上以第一作者或通訊作者發(fā)表SCI檢索110余篇,其中JCR一區(qū)二區(qū)80余篇,ESI高被引論文9篇,他引3300多次;申請*家發(fā)明專利30余項;獲天津市科學(xué)技術(shù)進步一等獎1項,三等獎4項。
第1章緒論(1)
11引言(1)
12光電催化分解水制氫原理(2)
13常見的光電極材料(3)
14提高光電極催化性能的策略(7)
參考文獻(9)
第2章氧化鈦基光電極構(gòu)筑及光電催化性能研究(15)
21引言(15)
22TiO2納米陣列及其納米分級結(jié)構(gòu)的制備(16)
23TiO2同質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑及光電性能研究(19)
24TiO2異質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑及光電性能研究(29)
參考文獻(39)
第3章氧化鋅基光電極構(gòu)筑及光電催化性能研究(43)
31引言(43)
32ZnO基納米管陣列的制備及光電催化性能(43)
33壓電效應(yīng)與雙助催化劑協(xié)同增強ZnO的光電催化性能(50)
參考文獻(57)
第4章氧化鎢基光電極構(gòu)筑及光電催化性能研究(60)
41引言(60)
42WO3光電極的制備及其形貌調(diào)控(61)
431D Mo-WO3/Fe-WO3同質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑及其光電性能研究(66)
441D HTA-WO3/2D WO3-x同質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑及其光電性能研究(74)
參考文獻(82)
第5章氧化鐵基光電極構(gòu)筑及光電催化性能研究(86)
51引言(86)
52不同形貌-Fe2O3的制備及光電性能研究(87)
53Sn,Zr雙軸梯度摻雜- Fe2O3的表征及光電性能研究(90)
54Ca摻雜-Fe2O3同質(zhì)結(jié)對光生載流子的分離調(diào)控及光電性能研究
(100)
參考文獻(109)
第6章氧化銅基光電極構(gòu)筑及光電催化性能研究(113)
61引言(113)
62CuO基復(fù)合光電極的制備(114)
63CuO光電極的光電催化活性研究(116)
64Pt和MoS2對CuO光電極的改性作用研究(126)
參考文獻(139)
第7章氧化亞銅基光電極構(gòu)筑及光電催化性能研究(143)
71引言(143)
72Au/Cu2O/Pt光電極的制備及光電性能研究(144)
73Al/Cu2O/NiS光電極的制備及光電性能研究(152)
74FeOOH/Cu2O/Pt薄膜光電極的制備及其催化活性研究(159)
參考文獻(168)