鈦酸鈷-類石墨氮化碳復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)與環(huán)境問題的加劇，光催化技術(shù)已成為研究熱點(diǎn)之一，尤其在光解水制氫應(yīng)用領(lǐng)域。在眾多光催化劑中，構(gòu)建Z型異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑不僅有利于促進(jìn)光生電子空穴對(duì)的分離，還能保持較強(qiáng)的氧化還原能力，從而提高產(chǎn)氫性能。本文主要圍繞鈦酸鈷(CoTiO3)與類石墨氮化碳(g-C3N4)復(fù)合材料的制備及其光解水產(chǎn)氫性能進(jìn)行研究。通過簡(jiǎn)單的原位生長(zhǎng)法直接在CoTiO3納米棒上熱聚合g-C3N4納米片，得到CoTiO3/g-C3N4復(fù)合材料并對(duì)其進(jìn)行表

2、征，測(cè)試不同復(fù)合比例催化劑的產(chǎn)氫性能，并對(duì)其界面處異質(zhì)結(jié)作用機(jī)理進(jìn)行驗(yàn)證，主要研究結(jié)論如下:
　　(1)采用溶膠凝膠法成功制備得到CoTiO3納米棒，選擇尿素作為g-C3N4的前驅(qū)體，將CoTiO3與尿素混合研磨煅燒成功得到CoTiO3/g-C3N4復(fù)合光催化劑(CT-U)。在相界面處CoTiO3主要以(104)晶面與g-C3N4接觸，兩者之間通過Co-O-N與Ti-O-N鍵緊密連接。
　　(2)0.15％ CT-U的光解水

3、產(chǎn)氫性能最佳，在模擬太陽(yáng)光照射下，產(chǎn)氫速率(HER)高達(dá)858μmol·h-1·g-1，量子效率(QE)達(dá)到38.4％（365nm）與3.23％（420±20nm），遠(yuǎn)高于純g-C3N4（16.0％與0.83％），同時(shí)該復(fù)合光催化劑經(jīng)過4次循環(huán)之后，仍保持良好的穩(wěn)定性。
　　(3)通過PL，PEC，ESR等表征方式證明了CT-U復(fù)合材料具有更高的光生電荷分離率，并同時(shí)證明了CT-U復(fù)合材料的光催化反應(yīng)體系遵循Z型異質(zhì)結(jié)機(jī)理，電子遷