三維石墨烯復(fù)合材料光電轉(zhuǎn)換特性研究.pdf

1、光電化學(xué)是一種光電轉(zhuǎn)換的一種方式，它的成本低廉，利于大規(guī)模的應(yīng)用。近些年，石墨烯材料受到人們廣泛的關(guān)注，因其擁有高電子遷移率和大的比表面積?；谑┑墓怆娀瘜W(xué)陽(yáng)極相較于傳統(tǒng)的光電化學(xué)陽(yáng)極，有望實(shí)現(xiàn)更高的光電轉(zhuǎn)換效率，但是因其自身零帶隙以及極低的光吸收，不能直接作為光電化學(xué)陽(yáng)極應(yīng)用。本文針對(duì)目前石墨烯復(fù)合材料的光電化學(xué)陽(yáng)極光電轉(zhuǎn)換效率不高的缺點(diǎn)，將三維石墨烯泡沫與半導(dǎo)體硫化鎘復(fù)合，制備為光電化學(xué)陽(yáng)極。通過(guò)多種微觀形貌及成分的表征手段，分

2、析所述復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，通過(guò)光電化學(xué)測(cè)試探究這種復(fù)合材料的光電轉(zhuǎn)換特性。主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1.采用化學(xué)氣相沉積法，以鎳泡沫為模板，生長(zhǎng)三維石墨烯，并通過(guò)酸液刻蝕鎳泡沫、真空干燥等多個(gè)步驟制備三維石墨烯泡沫。通過(guò)熱掃描電子顯微鏡及其能譜儀、拉曼光譜儀、原子吸收光譜儀、熱重及同步熱分析儀對(duì)樣品進(jìn)行了形貌分析、成分分析。結(jié)果可以證明，三維石墨烯泡沫是一種由不同層數(shù)的少缺陷石墨烯組裝而成的泡沫狀多孔結(jié)構(gòu)材料，并且該材料具有高導(dǎo)電性

3、、大表面積的特性。
　　2.在上述基礎(chǔ)上，進(jìn)而以化學(xué)氣相沉積法制備三維石墨烯泡沫-納米硫化鎘復(fù)合結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行X射線衍射、拉曼光譜、掃描電子顯微鏡及其能譜圖表征。結(jié)果顯示，沉積溫度和沉積時(shí)間是控制納米硫化鎘與三維石墨烯泡沫復(fù)合的重要工藝參數(shù)，并發(fā)現(xiàn)在沉積溫度為250-400℃范圍內(nèi)，所復(fù)合的納米硫化鎘中存在一維硫化鎘納米晶體。
　　3.通過(guò)光電化學(xué)平臺(tái)對(duì)三維石墨烯泡沫-納米硫化鎘復(fù)合結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換特性進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，在