納米半導體修飾金屬電極的制備、表征及其催化性能研究.pdf

1、氫能是一種理想的無污染綠色能源，光催化分解水制氫是獲取氫能以及太陽能光化學轉化與儲存的最佳途徑。本文采用電沉積方法制備了金屬合金(Cu/Ni-W-P)作為襯底，通過溶膠—凝膠法和化學沉積法，分別制備單一半導體膜(TiO2、CdS)修飾和復合半導體膜(TiO2/CdS)修飾的金屬/納米半導體復合電極。利用了金屬材料對析氫過程的催化作用及導電率高的特點，又利用了復合納米半導體優異的光電特性，提高電極對光能的利用率，為實現光催化分解水制氫進行

2、了有益的嘗試。 通過對電極的表面形貌、X射線衍射測試、極化曲線、交流阻抗和光電響應測試，研究了熱處理溫度對Ni-W-P合金催化析氫性能的影響，考察了TiO2的燒結溫度、拉膜次數和CdS沉積厚度等影響因子對電極光電催化性能的影響。結果表明，經200℃熱處理的Ni-W-P合金電極析氫過電位最低，在電流密度為8.0mA/cm2時，析氫過電位較未經熱處理的Ni-W-P合金電極減小約110 mV，析氫反應表觀活化能降低，Ni-W-P合金鍍

3、層經200℃熱處理后發生低溫結構馳豫，平均晶粒尺寸由1.1增大到2.8 nm，合金由非晶結構轉變為納米晶結構，鍍層表面形成寬度約為0.2μm的微裂紋；550℃下燒結1h、拉膜15次制備的TiO2/Ni-W-P電極光電催化析氫性能優異，此時TiO2為銳態礦型和金紅石型混晶結構，平均晶粒尺寸約5～10nm，500W碘鎢燈照射下析氫過電位減小約140mV；燒結溫度為550℃，TiO2拉膜次數為15次，CdS薄膜沉積4次時制備的復合納米半導體修