CuInS2薄膜的制备和光电催化性能研究
CO2的大量排放严重影响了人类的生活和生态环境，同时，CO2是一种廉价、无毒、丰富的化工产品的原料。本文探究采用能量消耗较低的光电催化法，将CO2转化为甲醇。催化过程中所采用的光吸收材料为CuInS2半导体，本文重点探究CuInS2薄膜的结构对光电催化性能的影响。 本研究采用旋涂法制备CuInS2薄膜，并进行光电催化还原CO2反应。分析不同退火温度下所得薄膜的结构对光电催化性能的影响，由此得出，最佳退火温度为430℃。分析前驱体不同配比下所得薄膜的光电催化性能，由此得出，Cu、In、S的最佳摩尔比为1/0.72/4.05（基于CuCl2浓度为2.37mol/L）。分析催化反应速率与反应时间的关系，由此得出，0-1.5h间的反应速率比1.5-4.5h间的反应速率大。 通过对前驱体不同配比下所得的薄膜进行XRD、Raman和XPS表征，分析薄膜的结构与光电催化性能的关系，由此得出，不同配比下所得的薄膜中均含有CuS杂相，当前驱体中铟含量增加时还出现CuO相;含有CuS和CuO杂相的CuInS2薄膜的光电催化性能比仅含有CuS时强。通过分析前驱体不同配比下所得薄膜反应前后的Raman和XPS图谱，总结得出，反应后CuS减少或消失，CuO增加，即CuS转化为CuO。通过对不同反应时间下的薄膜进行Raman和XPS表征，分析薄膜的结构和光电催化性能的关系，总结得出，仅含有CuS杂相的CuInS2薄膜的光电催化性能比仅含有CuO时强。 本文通过分析前驱体不同配比下薄膜的荧光发射光谱，含有CuS和CuO杂相的CuInS2薄膜的特征峰的强度比仅含有CuS杂相时弱，说明含有CuS和CuO杂相的CuInS2薄膜中的电子-空穴分离效率提高，提高电子-空穴的分离效率对薄膜的光电催化性能有很强的促进作用。
二硫化铜铟薄膜;制备工艺;光电催化性能;化学结构
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
元炯亮
2017
中文
TQ426.7
78
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）