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、天然氣等燃料的價格持續(xù)攀升和過度使用導(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。太陽能作為一種真正的取之不盡萬世不竭的能源正逐漸走入尋常百姓家中,盡管越來越多的人接受太陽能的使用,例如太陽能熱水器等,但由于主流市場太陽能電池材料都是硅基材料,這種材料成本過高,限制了太陽能的普及。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,合成工藝簡單方便

2、等優(yōu)點,逐漸成為各國光催化材料研究領(lǐng)域的焦點,很有可能成為下一代光伏電池的主流,從而代替當(dāng)今市面上價格高,生產(chǎn)能耗高的硅晶體太陽能電池。
　　本文首先詳細介紹了電化學(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程中電位、溫度、pH值、反應(yīng)物濃度、時間、磁力攪拌器轉(zhuǎn)速等各種重要參數(shù)對制備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。通過多次實驗驗證了實驗的可重復(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,但電壓不宜過大防止破壞電極;高濃度的犧牲劑會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玫捷^大的光電流。討論了不含硫的犧牲Na2CO3對電極的保

4、護作用和對光電反應(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)果表明退火溫度對電極光電性質(zhì)的影響不大,但會影響制備優(yōu)良電極的成功率,溫度高的情況下對電極破壞比較大。
　　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電極進行比較,得出了在相同沉積時間下CdS/TiO2電極的光電性能比CdS/Ti電極穩(wěn)定,產(chǎn)生的光生電