| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第一章 绪论 | 第13-47页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第13-14页 |
| 1.2 光电化学分解水电池 | 第14-20页 |
| 1.2.1 光电化学分解水电池的历史背景 | 第14-15页 |
| 1.2.2 光电化学分解水电池的结构及类型 | 第15-17页 |
| 1.2.3 光电化学分解水电池的工作原理 | 第17-18页 |
| 1.2.4 电极-电解液界面 | 第18-20页 |
| 1.3 光电化学分解水电池的性能参数 | 第20-25页 |
| 1.3.1 光电转换效率(Inci dent photon-to-current efficiency) | 第20-22页 |
| 1.3.2 太阳能到氢能转换效率(Solar-to-hydrogen conversion efficiency) | 第22-23页 |
| 1.3.3 外加偏压下的光电转换效率(Applied bias photon-to-current efficiency) | 第23-24页 |
| 1.3.4 半电池太阳能转换效率(Half-cell solar-to-hydrogen efficiency) | 第24-25页 |
| 1.4 半导体光阳极材料的选择标准 | 第25-27页 |
| 1.5 提高光阳极PEC性能的策略 | 第27-33页 |
| 1.5.1 离子掺杂 | 第28-30页 |
| 1.5.2 形貌控制 | 第30-31页 |
| 1.5.3 助催化剂担载 | 第31-32页 |
| 1.5.4 异质结构筑 | 第32-33页 |
| 1.6 Ta_3N_5光阳极 | 第33-38页 |
| 1.6.1 Ta_3N_5基本性质 | 第33-34页 |
| 1.6.2 Ta_3N_5光阳极的修饰与改性 | 第34-38页 |
| 1.7 选题意义及研究内容 | 第38-40页 |
| 参考文献 | 第40-47页 |
| 第二章 实验制备和表征方法 | 第47-57页 |
| 2.1 引言 | 第47页 |
| 2.2 实验试剂 | 第47-48页 |
| 2.3 光催化剂的合成方法 | 第48页 |
| 2.4 光催化材料的物性表征 | 第48-50页 |
| 2.5 光电极的性能测试 | 第50-55页 |
| 2.5.1 线性扫描伏安法 | 第51页 |
| 2.5.2 光电转换效率测试 | 第51-52页 |
| 2.5.3 法拉第电池效率测试 | 第52页 |
| 2.5.4 莫特-肖特基测试 | 第52-54页 |
| 2.5.5 电化学活性面积测试 | 第54页 |
| 2.5.6 电化学阻抗谱测试 | 第54-55页 |
| 参考文献 | 第55-57页 |
| 第三章 取向生长的Sc~(3+)掺杂Ta_3N_5单晶纳米棒有效降低水氧化开启电势 | 第57-81页 |
| 3.1 引言 | 第57-59页 |
| 3.2 实验部分 | 第59-60页 |
| 3.2.1 Ta_3N_5光催化材料的制备 | 第59页 |
| 3.2.2 Ta_3N_5光阳极的制备 | 第59-60页 |
| 3.2.3 电极表面助催化剂的担载 | 第60页 |
| 3.3 结果与分析 | 第60-77页 |
| 3.3.1 Ta_3N_5物相结构表征分析 | 第60-63页 |
| 3.3.2 Ta_3N_5形貌表征分析 | 第63-65页 |
| 3.3.3 不同Ta_3N_5光阳极光电化学性能对比 | 第65-66页 |
| 3.3.4 光生载流子寿命在Ta_3N_5光阳极中的变化 | 第66-67页 |
| 3.3.5 合成方法对Ta_3N_5光阳极中缺陷态的影响 | 第67-68页 |
| 3.3.6 不同Ta_3N_5光阳极电化学活性面积对比 | 第68-71页 |
| 3.3.7 Ta_3N_5光阳极中光生载流子输运特性分析 | 第71页 |
| 3.3.8 Ta_3N_5光阳极电荷传输阻抗分析 | 第71-72页 |
| 3.3.9 Sc~(3+)掺杂对Ta_3N_5光电化学性能的影响及机理探讨 | 第72-74页 |
| 3.3.10 表面助催化剂担载提高Sc-Ta_3N_5 (N)光电极水氧化动力学 | 第74-75页 |
| 3.3.11 Ta_3N_5光电转换效率及半电池太阳能转换效率 | 第75-77页 |
| 3.4 本章小结 | 第77-78页 |
| 参考文献 | 第78-81页 |
| 第四章 Mg~(2+)掺杂及CoOOH均匀包覆提高Ta_3N_5纳米棒光阳极光电流 | 第81-100页 |
| 4.1 引言 | 第81-83页 |
| 4.2 实验部分 | 第83-84页 |
| 4.2.1 Ta_3N_5光阳极的制备 | 第83页 |
| 4.2.2 电极表面助催化剂的担载 | 第83-84页 |
| 4.3 结果与分析 | 第84-97页 |
| 4.3.1 Mg~(2+)掺杂对Ta_3N_5形貌与结构的影响 | 第84-88页 |
| 4.3.2 Mg~(2+)掺杂对Ta_3N_5光阳极PEC性能的影响 | 第88-90页 |
| 4.3.3 缺陷态对Ta_3N_5光阳极PEC性能的影响 | 第90-91页 |
| 4.3.4 5%Mg-Ta_3N_5光阳极表面电化学沉积Co基析氧助催化剂 | 第91-93页 |
| 4.3.5 CoOOH均匀包覆对5%Mg-Ta_3N_5光阳极PEC性能的影响 | 第93-97页 |
| 4.4 本章小结 | 第97-98页 |
| 参考文献 | 第98-100页 |
| 第五章 TaON/Ta_3N_5异质结结构促进Ta_3N_5光阳极电荷分离 | 第100-120页 |
| 5.1 引言 | 第100-101页 |
| 5.2 实验部分 | 第101-102页 |
| 5.2.1 TaON和Ta_3N_5光催化剂材料的合成 | 第101-102页 |
| 5.2.2 TaON/Ta_3N_5异质结光阳极的制备 | 第102页 |
| 5.3 结果与讨 | 第102-117页 |
| 5.3.1 氮化温度对TaON光阳极PEC性能的影响 | 第102-104页 |
| 5.3.2 氮化温度对TaON晶体结构的影响 | 第104-107页 |
| 5.3.3 氮化温度对TaON形貌的影响 | 第107-108页 |
| 5.3.4 TaON光阳极PEC性能差异的原因探讨 | 第108-109页 |
| 5.3.5 TaON/Ta_3N_5异质结的基本形貌特征 | 第109-111页 |
| 5.3.6 TaON/Ta_3N_5光阳极薄膜厚度对其PEC性能的影响 | 第111-112页 |
| 5.3.7 TaON/Ta_3N_5光阳极PEC性能提升的原因分析 | 第112-117页 |
| 5.4 本章小结 | 第117-118页 |
| 参考文献 | 第118-120页 |
| 第六章 结论与展望 | 第120-123页 |
| 6.1 全文结论 | 第120-121页 |
| 6.2 展望 | 第121-123页 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 | 第123-124页 |
| 致谢 | 第124-126页 |
