【摘 要】
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氢能是一种可再生型能源,由于其具有高燃烧值、高效率和对环境无污染等优点受到了国内外科学家的高度关注[1-3].本文采用化学法构筑了ZnO/CdS复合纳米棒阵列作为光阳极,利用CdS的优异吸光特性和ZnO纳米棒阵列的一维电子传输通道作用,借助二者的能带结构实现载流子的分离和传输,进而实现光电催化裂解产氢.通过改变离子吸附沉积次数对CdS的厚度进行了有效调控,优化其光电性能.在此基础上,采用电化学方法
【机 构】
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湖北大学物理与电子科学学院 湖北省武汉市430064
【出 处】
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湖北省物理学会、武汉物理学会2015学术年会
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氢能是一种可再生型能源,由于其具有高燃烧值、高效率和对环境无污染等优点受到了国内外科学家的高度关注[1-3].本文采用化学法构筑了ZnO/CdS复合纳米棒阵列作为光阳极,利用CdS的优异吸光特性和ZnO纳米棒阵列的一维电子传输通道作用,借助二者的能带结构实现载流子的分离和传输,进而实现光电催化裂解产氢.通过改变离子吸附沉积次数对CdS的厚度进行了有效调控,优化其光电性能.在此基础上,采用电化学方法沉积了镍铁助催化剂优化其析氧反应过程.采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)和紫外可见分光光度计(UV-Vis NIR)对光阳极的形貌、结构和光学性能进行了表征,通过电化学分析、IPCE和气相色谱(GC)技术对其光电解水性能进行了系统研究.结果表明:ZnO/CdS为棒状结构,约为15μm,结晶度良好,ZnO为六角相,CdS为立方相.ZnO/CdS复合材料在500nm范围内有很强的吸收,实现了对可见光的吸收.循环吸附CdS纳米颗粒20次的时候,其光电流最大,达到了7.2mA/cm2,但光催化产氢性能不够稳定.在镍铁助催化剂的作用下,ZnO/CdS纳米复合催化剂的光电流及产氢性能得到了大大提高.
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