Pt-TiO-,2-光催化劑及染料敏化太陽(yáng)電池電解質(zhì)的制備與研究.pdf

1、太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換和利用方式主要有光—熱能轉(zhuǎn)換、光—電能轉(zhuǎn)換和光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換等。本文探索了后兩種方法，分別是光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換和光—電能轉(zhuǎn)換。 光催化分解水是最有希望的利用太陽(yáng)光直接分解水的技術(shù)。在過(guò)去的幾十年間，紫外光響應(yīng)光催化技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。Pt-TiO<,2>是目前被廣泛使用的高效的負(fù)載型光催化劑。本文采用原位光還原法制備了Pt-TiO<,2>粉末，在以草酸為犧牲劑的情況下，對(duì)其在紫外光照下光催化分解水制氫的性能進(jìn)行研究。研究

2、發(fā)現(xiàn)在以有草酸為電子給體的情況下，光催化制氫效率顯著提高；Pt的存在也顯著提高了光催化制氫效率。溶液pH明顯影響放氫反應(yīng)效率。主要是影響了草酸等在TiO<,2>表面的吸附。最佳pH值為2—4。Pt的最佳負(fù)載量為0.5wt％。負(fù)載金屬Pt量較低時(shí)，有利于降低放氫過(guò)電位和光生電子和空穴的復(fù)合，對(duì)放氫反應(yīng)有利；但當(dāng)負(fù)載金屬Pt量較高時(shí)使放氫反應(yīng)速率降低。另外，長(zhǎng)期以來(lái)，研究人員多集中于制備研究粉術(shù)狀光催化劑，粒度越小性能越高，但越難以操作以及

3、回收利用，勢(shì)必對(duì)實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)極大的不便和造成巨大的浪費(fèi)。而在載體上沉積光催化劑薄膜便能很好地克服這一缺點(diǎn)，可以解決催化劑的固載問題，提高催化劑的重復(fù)利用率，減少浪費(fèi)，對(duì)其應(yīng)用有重要作用，特別是對(duì)昂貴的催化劑更有價(jià)值。本文采用自制的TiO<,2>漿料，用絲網(wǎng)印刷法在普通玻璃上制成TiO<,2>多孔膜，用光還原沉積法在TiO<,2>膜面負(fù)載Pt，加入一定量的草酸作犧牲劑，研究其光催化分解水的性能。除此之外，本文還對(duì)一系列可見光響應(yīng)的催化劑進(jìn)

4、行了探索性的試驗(yàn)。染料敏化太陽(yáng)能電池(簡(jiǎn)稱DSSC)是一種新型的太陽(yáng)能電池。DSSC主要由三部分組成，分別是TiO<,2>多孔薄膜電極、染料和電解質(zhì)。DSSC中的電解質(zhì)主要起著再生染料和傳輸電子的作用。目前常用的液體電解質(zhì)存在容易揮發(fā)泄漏、不易封裝、溶劑有毒、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。本論文針對(duì)以上問題從兩方面著手來(lái)解決。一是制備不揮發(fā)、方便封裝的固體電解質(zhì)；二是制備環(huán)境友好、方便制各且原料便宜的新型電解質(zhì)。本論文討論了把CuI和LiI的幾種配合