CdS-Ti電極和CdS-TiO2電極的制備及其光電催化性能的研究.pdf

1、由于近些年石油、天然氣等燃料的價(jià)格持續(xù)攀升和過(guò)度使用導(dǎo)致全球氣候變暖的影響,尋找一種可持續(xù)利用能源日益重要。太陽(yáng)能作為一種真正的取之不盡萬(wàn)世不竭的能源正逐漸走入尋常百姓家中,盡管越來(lái)越多的人接受太陽(yáng)能的使用,例如太陽(yáng)能熱水器等,但由于主流市場(chǎng)太陽(yáng)能電池材料都是硅基材料,這種材料成本過(guò)高,限制了太陽(yáng)能的普及。TiO2是一種直接帶隙半導(dǎo)體材料,禁帶寬度為3.2eV,由于其具有吸收系數(shù)高,光催化性能穩(wěn)定,抗輻射干擾,成本低廉,合成工藝簡(jiǎn)單方便

2、等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為各國(guó)光催化材料研究領(lǐng)域的焦點(diǎn),很有可能成為下一代光伏電池的主流,從而代替當(dāng)今市面上價(jià)格高,生產(chǎn)能耗高的硅晶體太陽(yáng)能電池。
　　本文首先詳細(xì)介紹了電化學(xué)沉積制備CdS/Ti電極的方法和流程,比較深入討論了在電沉積過(guò)程中電位、溫度、pH值、反應(yīng)物濃度、時(shí)間、磁力攪拌器轉(zhuǎn)速等各種重要參數(shù)對(duì)制備CdS/Ti電極光電性能的影響,并找出了一些重要規(guī)律和在何等條件下可以制取高性能電極的方法,優(yōu)化了制作工藝。
　　深入研究了

3、CdS/Ti電極的光電催化性能,比較了在不同 pH值、電壓、反應(yīng)物濃度,不同電解質(zhì)等條件下CdS/Ti電極所展現(xiàn)的光電性能。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和光電催化活性的可持續(xù)性,結(jié)果表明在較高 pH值下能夠產(chǎn)生較大的光生電流;電壓更正光生電流越大,但電壓不宜過(guò)大防止破壞電極;高濃度的犧牲劑會(huì)一定程度上增加電流,但是很有限,使用Na2S和Na2SO3的電解質(zhì)組合即使?jié)舛炔淮笠矔?huì)得到較大的光電流。討論了不含硫的犧牲Na2CO3對(duì)電極的保

4、護(hù)作用和對(duì)光電反應(yīng)的穩(wěn)定性的作用。并比較250℃和300℃退火溫度下CdS/Ti電極的光電催化性能,結(jié)果表明退火溫度對(duì)電極光電性質(zhì)的影響不大,但會(huì)影響制備優(yōu)良電極的成功率,溫度高的情況下對(duì)電極破壞比較大。
　　隨后討論了制備TiO2納米管的方法以及如何往納米管中裝填CdS并制得了CdS/TiO2電極,研究其光電性質(zhì)并與CdS/Ti電極進(jìn)行比較,得出了在相同沉積時(shí)間下CdS/TiO2電極的光電性能比CdS/Ti電極穩(wěn)定,產(chǎn)生的光生電