納米SrTiO3和SrFeO3-δ材料光電化學裂解水性能和機理研究.pdf

1、石化類能源即將枯竭，新一代替代能源的研究迫在眉睫。燃料電池60％以上的轉換率是各國的關注重點。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微觀分析結果表明合成了平均粒徑為20nm左右的鈣鈦礦型結構材料；分別對合成的SrFeO3-δ、SrT

2、iO3、購買 TiO2和 SrTiO3材料用厚膜工藝制作四種材料的電極；設計并搭建光催化的電化學測試體系，對各材料電極進行能帶特性、光催化性能及光催化機理測試和分析；最后獲得SrFeO3-δ材料電極體系在40W LED白光照射下產氫效率9.39％為最優，該結果遠高于傳統TiO2在300~500W氙燈（模擬太陽光）照射的產氫率3％。
　　具體實驗結果如下：
　　1.用Mott-Schottky法對各樣品進行暗光和光照下的平帶電

3、位測試，其中SrFeO3-δ為p型半導體，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.循環伏安（CV）測試確定各材料裂解水反應的氧化還原電位。其中的SrFeO3-δ氧化電位（產氧電位）0.6V vs. SCE為最小。
　　3.對各材料進行光催化產氫體系性能測試。其中 SrFeO3-δ材料電極體系在40W LED白光照射及0.78V電位時，獲得該材料體系最優產氫速率為2.7