光解水制氫納米催化劑的制備與性能優(yōu)化.pdf

1、為了滿足不斷增長的全球能源需求和解決由于化石的過度使用造成的環(huán)境問題，尋找清潔能源和可再生能源是解決上訴問題的關(guān)鍵，在其中最有吸引力的就是太陽能的轉(zhuǎn)換。能夠利用太陽能源一直是大家所希望的，將太陽能用于光裂解水產(chǎn)氫或產(chǎn)氧可在一定水平上緩解能源和環(huán)境問題。本文要研究了TiO2這種典型光催化劑和g-C3N4這種新型光解水催化劑的合成及其在模擬太陽光下的光解水產(chǎn)氫效率，并分別采用復(fù)合其他半導(dǎo)體材料和硫化物摻雜對其性能進(jìn)行改進(jìn)。
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2、先合成了石墨烯狀的C3N4，并研究了不同原材料和在不同氣氛下對樣品形貌的影響，在對結(jié)果分析后，得到合成g-C3N4的優(yōu)化條件。隨后，我們將TiO2與g-C3N4進(jìn)行復(fù)合，希望形成一種異質(zhì)結(jié)構(gòu)，這樣可以利用兩者帶隙的不同從而提高光催化活性，再次我們對復(fù)合光催化劑進(jìn)行表征分析，并且測試了樣品光解水的效果，數(shù)據(jù)表明在TiO2與g-C3N4質(zhì)量比在2:3的條件下，氫氣的產(chǎn)生效率是349μmol g-1 h-1，從而說明TiO2與g-C3N4之間

3、有協(xié)同作用，并且這種作用會(huì)影響光解水產(chǎn)氫的速率。將金屬硫化物MoS2摻雜到g-C3N4的表面并在甲醇為犧牲劑下分別測試了不同量摻雜MoS2-g-C3N4的產(chǎn)氫性能，在各種表征之后，證實(shí)了這種光催化劑的形貌和成分，在模擬光催化產(chǎn)氫后發(fā)現(xiàn)0.5％MoS2-g-C3N4樣品的光解水產(chǎn)氫速度是117.6μmol g-1h-1，是所制備材料中效果最好的。最后，通過水熱的方法合成一種新結(jié)構(gòu)的CoSX樣品，并將CdS作為助催化劑，對它們的產(chǎn)氫性能做了