导　　师： 方岳平;张声森

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南农业大学

摘　　要： 近年来，由于能源匮乏以及日益严重的环境污染问题，严重阻碍了人类社会的生存发展。因此，探索新的绿色可再生能源是寻求可持续发展所亟待解决的重要问题。利用半导体材料将充足的太阳能转化为绿色环保的氢能，以此满足人类当前和未来对能源的需求具有十分重要的意义。本文以光催化性能良好的TiO2、g-C3 N4为基底，构建了三种光催化复合薄膜材料，极大的改善了基底材料的光催化及光电催化性能。　　制备的三种光催化薄膜材料均在FTO导电玻璃上合成，分别是CdS敏化氢化分枝的TiO2纳米棒阵列（CdS/H-3D-TiO2）、CoO沉积分枝TiO2纳米棒阵列（CoO/3D-TiO2）以及g-C3N4与CdS的复合薄膜材料（g-C3N4/CdS）。运用了各种分析检测仪器对材料的晶型、阵列形貌、光学性能等进行了表征分析，包括X-射线粉末衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱（DRS）等。同时也运用电化学工作站的不同方法测试了样品的电化学及光电化学性能，如线性扫描伏安法（LSV）、电流-时间曲线法（IT）、光电化学催化分解水制氢，以及光催化分解水制氢效率等，具体的研究工作如下：　　（1）采用水热法在FTO导电玻璃上生长TiO2纳米棒阵列，然后再对纳米棒进行二次水热得到分枝的TiO2纳米棒（3D-TiO2），并在氢气气氛中煅烧得到氢化分枝的TiO2（H-3D-TiO2），最后运用连续化学水浴（CBD）法将CdS纳米颗粒沉积在H-3D-TiO2纳米棒阵列上，合成高效的光催化复合薄膜材料（CdS/H-3D-TiO2）。同时设计了一种简易的光催化产氢装置，将上述制备的样品连接Pt丝在模拟太阳光下进行产氢测试。在不施加偏压的情况下，样品的光催化产氢量达到18.42μmol cm-2 h-1，是纯3D-TiO2的11.2倍。TiO2光催化产氢性能的显著提高得益于氢化处理以及Pt丝的�

关 键 词： 光催化薄膜材料 聚合物半导体 导电玻璃 二氧化钛 光电催化 水制氢

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