納米SrTiO3和SrFeO3-δ材料光電化學(xué)裂解水性能和機(jī)理研究.pdf

1、石化類(lèi)能源即將枯竭，新一代替代能源的研究迫在眉睫。燃料電池60％以上的轉(zhuǎn)換率是各國(guó)的關(guān)注重點(diǎn)。但由于其原料氫成本的居高不下制約了使用。光催化裂解水是最為理想的制氫方案。其研究的重點(diǎn)在于光催化體系的搭建，高性能催化材料的選擇與合成，以及光催化特性的測(cè)試。
　　本文采用高能球磨工藝制備SrFeO3-δ和SrTiO3材料， XRD及TEM微觀分析結(jié)果表明合成了平均粒徑為20nm左右的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)材料；分別對(duì)合成的SrFeO3-δ、SrT

2、iO3、購(gòu)買(mǎi) TiO2和 SrTiO3材料用厚膜工藝制作四種材料的電極；設(shè)計(jì)并搭建光催化的電化學(xué)測(cè)試體系，對(duì)各材料電極進(jìn)行能帶特性、光催化性能及光催化機(jī)理測(cè)試和分析；最后獲得SrFeO3-δ材料電極體系在40W LED白光照射下產(chǎn)氫效率9.39％為最優(yōu)，該結(jié)果遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)TiO2在300~500W氙燈（模擬太陽(yáng)光）照射的產(chǎn)氫率3％。
　　具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　1.用Mott-Schottky法對(duì)各樣品進(jìn)行暗光和光照下的平帶電

3、位測(cè)試，其中SrFeO3-δ為p型半導(dǎo)體，平帶電位（vs. SCE）為0.81V（暗光）和0.68V（光照），具有最小的平帶電位。
　　2.循環(huán)伏安（CV）測(cè)試確定各材料裂解水反應(yīng)的氧化還原電位。其中的SrFeO3-δ氧化電位（產(chǎn)氧電位）0.6V vs. SCE為最小。
　　3.對(duì)各材料進(jìn)行光催化產(chǎn)氫體系性能測(cè)試。其中 SrFeO3-δ材料電極體系在40W LED白光照射及0.78V電位時(shí)，獲得該材料體系最優(yōu)產(chǎn)氫速率為2.7