S摻雜TiO2-石墨烯復(fù)合催化劑制備及光催化分解水制氫.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在半導(dǎo)體光催化劑光解水產(chǎn)氫技術(shù)發(fā)展的四十多年里,已經(jīng)制備出種類繁多的半導(dǎo)體催化劑,TiO2是目前應(yīng)用和研究最為廣泛的半導(dǎo)體催化劑之一,但因?yàn)門iO2自身存在一些缺點(diǎn),所以通過對TiO2進(jìn)行改性提高其光催化能力是當(dāng)前半導(dǎo)體光催化領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。本文在總結(jié)半導(dǎo)體光催化研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,確定了對TiO2先進(jìn)行S摻雜改性,用于拓展光譜響應(yīng)范圍,再與石墨烯(RGO)復(fù)合,進(jìn)一步提高載流子的分離效率,從這兩個方面提高TiO2的光催化活性。
 

2、 本文以石墨為原料,通過Hummers氧化法制備出氧化石墨烯(GO),通過水熱合成法一步制備出了S摻雜TiO2/石墨烯復(fù)合催化劑,采用X-射線衍射分析(XRD),透射電子顯微鏡分析(TEM),傅里葉紅外變換分析(FT-IR),紫外-可見吸收光譜分析(UV-Vis)以及X-射線光電子能譜分析(XPS)等手段對所制備的催化劑進(jìn)行表征分析,通過光解水制氫實(shí)驗(yàn),考察了催化劑制備工藝條件和光催化體系對催化劑產(chǎn)氫活性的影響。
  催化劑的表征

3、分析結(jié)果表明:所制備的催化劑中TiO2是以銳鈦礦相形式存在,負(fù)載在石墨烯片層結(jié)構(gòu)上,粒徑尺寸約為14nm。S元素的摻雜和RGO的復(fù)合在不同程度上均能增加TiO2在可見光區(qū)域的吸收。XPS分析結(jié)果表明,S是以S2-形式代替了部分氧空位進(jìn)入到TiO2的晶格中,催化劑表面元素及價(jià)態(tài)分別為:Ti為+4價(jià),O為-2價(jià),S為-2價(jià)。
  在光催化分解水制氫實(shí)驗(yàn)中,確定了催化劑制備最優(yōu)條件為:S摻雜量為4.0at%、RGO的復(fù)合量為0.4at%

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