物理

在競賽與科展開拓疆土,自旋電流與人工光合作用集合的殿堂
磷酸銀修飾二硫化錫奈米複合結構:應用於光催化二氧化碳還原反應

作者:陳蓁、黃文薇

指導老師:黃光照老師、林麗瓊教授

摘要:
本研究利用水熱法合成 C-SnS2 光觸媒,再藉由化學水浴沈澱法將Ag3PO4 奈米顆粒還原在 C-SnS2 表面,得到複合半導體 Ag3PO4@C-SnS2。我們分別以 C-SnS2 和 Ag3PO4@C-SnS2 進行人工光合作用,將二氧化碳還原為可用能源,並探討兩者的差異。藉由電子顯微鏡、X 光繞射儀、紫外-可見光光譜儀、傅立葉轉換紅外線光譜儀、X 光光電子能譜儀和氣相層析儀,分析樣品的晶體結構、能隙、吸光範圍和二氧化碳還原反應的氣體產物。最後,發現複合物 Ag3PO4@C-SnS2 的光化學量子效率(PCQE)較純的 C-SnS2 高,也就是此複合物能有效的提升二氧化碳還原效率。
研究目的:

以複合半導體 Ag3PO4@C-SnS2 進行人工光合作用,藉由活化二氧化碳分子與降低載子複合率提升 SnS2 材料的 PCQE。

結論:

1. Ag3PO4@C-SnS2 的吸光範圍上升,涵蓋了可見光波段,能隙也大幅下降。

2. Ag3PO4@C-SnS2 能帶結構符合 Z-scheme。

3. Ag3PO4@C-SnS2的 PCQE 約為 C-SnS2的 1.45 倍。