Na2S/Na2SO3体系中NiFe2O4/CdS/TiO2的光催化分解水制氢性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

窄带隙半导体CdS对可见光有很好的响应，但是电子-空穴对不易分离，光催化制氢效率低，且极易发生光腐蚀而使光催化活性进一步降低。窄带隙半导体NiFe₂O₄对可见光也有很好的响应，将其与CdS复合，形成n-n异质结复合半导体NiFe₂O₄/CdS，在提高光吸收效率的同时，利用能带的交迭，可促进电子-空穴对的分离，抑制CdS的光腐蚀现象，延长光催化剂的寿命，提高光催化分解水制氢的活性。

再将窄带隙半导体NiFe₂O₄/CdS与宽带隙半导体TiO₂复合，制备复合半导体NiFe₂O₄/CdS/TiO₂，可进一步提高光催化分解水制氢效率。

2. 国内外研究现状分析

1. 半导体光催化的研究背景

太阳能是取之不尽、用之不解的可再生清洁能源，通过与生物质能，水能，风能和太阳能等几种常见新能源的对比分析，我们可以清晰地看出，太阳能是人类可以使用的能源中最经济、最清洁和最环保的可再生资源^[1-3]。随着能源危机和环境危机的日益加深，太阳能电池及太阳能电池材料，光催化分解水制氢及制氢材料，光催化降解有机污染物及光催化材料等研究领域，都已经成为全球的热点研究领域，各国纷纷投入大量的人力和物力进行太阳能电池，光催化降解和光催化分解水制氢的研究，是举世瞩目的研究领域。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

本课题拟制备nife₂o₄/cds/tio₂粉末，对其结构、光学性能、形貌等进行表征，在na₂s/na₂so₃体系中探讨nife₂o₄/cds/tio₂光催化分解水制氢性能。

研究计划：

4. 研究创新点

本课题研究Na₂S/Na₂SO₃体系中NiFe₂O₄/CdS/TiO₂的光催化分解水制氢性能，探讨不同的反应温度和牺牲剂的浓度对光催化制氢性能的影响，并进行机理分析，为利用太阳能光催化分解水制氢的探讨提供新的实验依据。