植物仿生碳-氧化物復(fù)合材料制備與光還原性能研究.pdf

1、為了解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染、能源短缺等問題，人類想了很多辦法，其中之一就是利用太陽的能量將水分解，得到清潔無污染、可再生的氫氣能源。利用光催化技術(shù)可輕松實現(xiàn)這一目標(biāo)，這一技術(shù)的核心是半導(dǎo)體光催化劑，其中金屬氧化物及其與碳材料的復(fù)合物由于合成方便、比表面積大、禁帶寬度可調(diào)等優(yōu)點，在該領(lǐng)域研究中有著廣闊的前景.
　　本論文采用操作簡單的生物模板法，合成環(huán)保、無毒和廉價的碳/氧化物復(fù)合材料，分析探討材料的結(jié)構(gòu)與光催化性能之間的關(guān)系，具體

2、研究成果如下:
　　(1)通過對植物進(jìn)行預(yù)處理后，以它的葉脈、葉片等作為模板，分別浸漬鈦酸四丁酯的乙醇溶液、硝酸鈰的水溶液、氯化鐵的水溶液，再經(jīng)沖洗烘干后，放置于管式爐中通高純氮氣進(jìn)行碳化，再通過馬弗爐不同溫度煅燒制備了仿生碳/氧化鈦、仿生碳/氧化鈰和仿生碳/氧化鐵材料。利用XRD、BET、SEM等手段對所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并將所得材料用于可見光的水制氫光催化反應(yīng)。
　　(2)仿生碳/氧化物材料可以較好的復(fù)制植物模板結(jié)構(gòu)

3、，這種功能性分級多孔結(jié)構(gòu)有助于增加材料的活性反應(yīng)中心，可以在材料的表面和獨特的仿生孔道結(jié)構(gòu)內(nèi)更好的傳輸。采用植物葉片作模板，能夠增大材料的表面積，仿生碳/氧化鈦材料的比表面48.3m2/g，仿生碳/氧化鈰材料的比表面55.6m2/g，仿生碳/氧化鐵材料的比表面75.2m2/g。
　　(3) UV-Vis分析表明:由于植物分級結(jié)構(gòu)、碳的復(fù)合等原因，仿生碳/氧化物材料對光的吸收向可見光區(qū)進(jìn)行紅移，增強了對可見光的吸收。在光催化性能的研