CuInS2薄膜的制備和光電催化性能研究.pdf

1、CO2的大量排放嚴(yán)重影響了人類的生活和生態(tài)環(huán)境，同時(shí)，CO2是一種廉價(jià)、無(wú)毒、豐富的化工產(chǎn)品的原料。本文探究采用能量消耗較低的光電催化法，將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇。催化過(guò)程中所采用的光吸收材料為CuInS2半導(dǎo)體，本文重點(diǎn)探究CuInS2薄膜的結(jié)構(gòu)對(duì)光電催化性能的影響。
　　本研究采用旋涂法制備CuInS2薄膜，并進(jìn)行光電催化還原CO2反應(yīng)。分析不同退火溫度下所得薄膜的結(jié)構(gòu)對(duì)光電催化性能的影響，由此得出，最佳退火溫度為430℃。分析前驅(qū)

2、體不同配比下所得薄膜的光電催化性能，由此得出，Cu、In、S的最佳摩爾比為1/0.72/4.05（基于CuCl2濃度為2.37mol/L）。分析催化反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，由此得出，0-1.5h間的反應(yīng)速率比1.5-4.5h間的反應(yīng)速率大。
　　通過(guò)對(duì)前驅(qū)體不同配比下所得的薄膜進(jìn)行XRD、Raman和XPS表征，分析薄膜的結(jié)構(gòu)與光電催化性能的關(guān)系，由此得出，不同配比下所得的薄膜中均含有CuS雜相，當(dāng)前驅(qū)體中銦含量增加時(shí)還出現(xiàn)Cu

3、O相;含有CuS和CuO雜相的CuInS2薄膜的光電催化性能比僅含有CuS時(shí)強(qiáng)。通過(guò)分析前驅(qū)體不同配比下所得薄膜反應(yīng)前后的Raman和XPS圖譜，總結(jié)得出，反應(yīng)后CuS減少或消失，CuO增加，即CuS轉(zhuǎn)化為CuO。通過(guò)對(duì)不同反應(yīng)時(shí)間下的薄膜進(jìn)行Raman和XPS表征，分析薄膜的結(jié)構(gòu)和光電催化性能的關(guān)系，總結(jié)得出，僅含有CuS雜相的CuInS2薄膜的光電催化性能比僅含有CuO時(shí)強(qiáng)。
　　本文通過(guò)分析前驅(qū)體不同配比下薄膜的熒光發(fā)射光譜