论文总字数：14985字

摘 要

现今世界化石燃料的过度使用导致的能源危机和环境污染越来越严重，所以寻找新的可再生能源是人类继续生存发展的必经之路。光催化技术可以利用光催化材料吸收过多的太阳光能量，转化为光生电子和空穴，引起水的氧化和还原，生成氢气。通过氢作为能源，释放出来的产物是水，避免了传统化石能源造成的环境污染问题。因此研究半导体光催化分解水制备氢气是利用太阳能的一种非常具有应用前景的新能源技术。

本文主要讲述了通过水热法合成钛酸锶以及用高温氢气还原的方法使钛酸锶表面含有氧空位从而获得富含氧空位的钛酸锶，以及对氢气处理前后的钛酸锶进行导电性测试，XRD对比和UV-vis对比证明氧空位的存在和对其催化效率的改变。

关键词：钛酸锶 氧空位 水热法 高温氢气还原 光催化技术

Abstract

The energy crisis and environmental pollution caused by the excessive use of fossil fuels in the world are becoming more and more serious. Therefore, the search for new renewable energy sources is the only way for mankind to continue to survive and develop.Photocatalytic technology can use photocatalytic materials to absorb too much energy light and convert it into photo-electron-cavitation to produce H₂ by oxidizing and reducing water.Through H₂ as energy, the released product is water, which avoids the environmental pollution caused by traditional fossil energy sources.Therefore, the study of semiconductor photocatalytic decomposition of water to produce H₂ is a new energy technology that has great application prospects using solar energy.

This paper mainly describes the synthesis of SrTiO₃ by hydrothermal method and the reduction of SrTiO₃ by means of high-temperature H₂ to make the surface of SrTiO₃ contain O₂ vacancies to obtain SrTiO₃ rich in O₂, and conduct electrical conductivity tests of SrTiO₃ before and after H₂ treatment. XRD contrast and UV-vis contrast prove the existence of O₂ vacancies and changes in their catalytic efficiency.

Key words: SrTiO₃ ；O₂ vacancy；Hydrothermal method ；High temperature H₂ reduction；Photocatalytic technology

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1前言

1.2 半导体光催化技术

1.2.1光催化技术的背景

1.2.2光催化技术理论依据

1.3钛酸锶的理化特性

1.4氧空位与钛酸锶关系

1.5 钛酸锶的制备方法

1.6 钛酸锶表面形成氧空位方法

第二章 实验部分

2.1 实验试剂和仪器

2.2 用水热法制备钛酸锶

2.3 高温氢气还原法在钛酸锶表面形成氧空位

第三章 实验数据处理验证钛酸锶氧空位及其光催化性质

3.1 富含氧空位钛酸锶导电性的测试

3.2 粉末X射线衍射（X-ray Diffraction, XRD）

3.3 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis Absorption Spectrum）

总结和展望

致谢：

参考文献：

第一章 绪论

1.1前言

化石能源的枯竭是无法避免的，寻找一种新型可代替能源代替化石能源是世界未来发展不可忽视的前提。新型能源的寻找必须从清洁，可再生两方面去考虑。而太阳能是如今最具有发展前景的新型清洁可再生能源。它与传统化石能源相比较具有如下几个优越性：

能源的普遍性：无论是海洋、高山还是内陆、岛屿，都被太阳光芒覆盖。能源随处可见，处处都有。并且太阳能源可以被直接开发、利用和储存，不需要像化石能源一样需要被开采和运输。

产物的无害性：通过光催化技术开发和利用太阳能从而获得H2作为清洁能源不会污染环境，其产物为水。实现了水的循环利用。

能量的巨大性：据数据显示，180亿吨煤燃烧产生的化学能只与每年辐射到地球表面的太阳能能量总数相同。其能源总量为地球之最。

使用的持久性：目前太阳上氢聚变的过程可以持续几百亿年，是地球寿命的几十倍。也就是说在地球存在的时间里，对于人们来说太阳能源是无限量的。[1]

除此之外，太阳能也受到能流密度低、受自然条件，天气状况影响导致的不稳定性、开发利用太阳能的低效性和高成本等几方面缺点的限制。

而将太阳能转化为化学能（例如H₂）可以实现将低能量密度的太阳能转换为高能量密度的化学能并且方便储存和运输。最行之有效的方法就是太阳能的光催化作用。然而太阳能光催化分解水目前效率太低，如何高效地转化太阳能仍然是一个巨大的挑战。[2]

本章主要对光催化技术的发展历史和基本原理进行了一些介绍。

1.2 半导体光催化技术

请支付后下载全文，论文总字数：14985字