鉬酸鑭的合成及其在染料敏化太陽能電池中對碘電對催化性能的研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSCs)是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置，對電極(CE)是其關(guān)鍵組件之一。對電極所負(fù)載的催化劑，是使電解液中的碘氧化還原電對循環(huán)再生的重要物質(zhì)。雖然傳統(tǒng)Pt催化劑對電極可以很好的催化I3-/I-氧化還原電對的循環(huán)再生，但因其成本高昂、供給有限和易被I3-/I-電對腐蝕等缺點(diǎn)限制了其在DSCs中的長期應(yīng)用。因此，本文主要研制開發(fā)非Pt催化劑，主要合成無機(jī)非金屬材料鉬酸鑭，還用多壁碳納米管(MWCNTs)通過兩種不同途徑

2、對鉬酸鑭材料進(jìn)行修飾，并探討其晶形、形貌、催化性能和其在DSCs中的應(yīng)用。具體實(shí)驗工作如下:
　　第一部分實(shí)驗:采用不同的實(shí)驗方法合成鉬酸鑭La2Mo2O9，并通過使用X-射線衍射(XRD)、循環(huán)伏安曲線(CV)、電化學(xué)交流阻抗譜(EIS)和塔菲爾極化曲線(Tafel)等表征手段，進(jìn)行結(jié)構(gòu)測定和電化學(xué)催化性能分析。
　　第二部分實(shí)驗:采用傳統(tǒng)的高溫固相法合成不同比例的鑭鉬固溶體，采用X-射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)

3、對樣品進(jìn)行組分確定和表面形貌觀察。并通過循環(huán)伏安曲線(CV)、電化學(xué)交流阻抗譜(EIS)、塔菲爾極化曲線(Tafel)和電流密度-電壓曲線(J-V)等表征手段進(jìn)行電性能表征。合成的25種鑭鉬配比化合物中，6.5La2O3·7MoO3表現(xiàn)的催化性能是最優(yōu)越的，其能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1.71％。在無機(jī)非金屬材料鉬酸鑭中，鑭鉬兩種元素具有不同的摩爾分?jǐn)?shù)，影響其催化性能。
　　第三部分實(shí)驗:采用不同量的多壁碳納米管負(fù)載鉬酸鑭和鉬酸鑭/多壁碳納

4、米管復(fù)合材料，通過多壁碳納米管與鉬酸鑭進(jìn)行物理混合，來改善鉬酸鑭的導(dǎo)電性和催化活性。MWCNTs負(fù)載La2O3·0MoO3(1∶5)的能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)5.20％，是La2O3·0MoO3的6.75倍。La2O3·0MoO3/MWCNTs復(fù)合對電極的峰電位差ΔEp(peak-peak separation)只有146mV，而且La2O3·0MoO3/MWCNTs復(fù)合對電極的能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)6.34％，La2O3·0MoO3/MWCNTs復(fù)