硫铟锌半导体光催化剂的制备及其在可见光下的光催化制氢性能研究

发布时间：2017-11-09 19:33

  本文关键词：硫铟锌半导体光催化剂的制备及其在可见光下的光催化制氢性能研究

  更多相关文章： 光催化 制氢 ZnIn_2S_4 三乙醇胺 氢氧化钠 可见光

【摘要】：利用半导体光催化分解水制氢是一种将太阳能转化为氢能的有效措施,被认为是解决当今能源危机和环境污染的最佳方式,而开发新型光催化材料是此领域所研究的关键。三元硫化物ZnIn_2S_4具有较好的可见光吸收、化学稳定性和光电性能,是目前比较有开发前景的一种新型光催化分解水制氢材料。本论文主要围绕三元硫化物ZnIn_2S_4的制备、形成机理、光催化制氢性能等方面开展一系列的研究工作,具体内容分为以下两个部分:1、以有机物三乙醇胺为络合剂和模板剂,硫酸锌、硫酸铟和硫代乙酰胺为原料,采用化学沉淀法合成了六方相的ZnIn_2S_4光催化剂,考察了三乙醇胺的加入量对催化剂形貌、结构、光吸收性能和制氢活性的影响。添加三乙醇胺后所制备的ZnIn2S4光催化剂都是由一些尺寸不一的片状团聚体组成。随着三乙醇胺加入量的不断增大,样品的紫外可见吸收带边发生连续蓝移。当三乙醇胺的添加量为2.0 mmol时,所制备的样品ZIS-2.0具有最佳的可见光催化分解水制氢活性且有较好的稳定性。在0.5 mol/L的三乙醇胺水溶液体系(pH=13.0)中,0.5wt%Pt/ZIS-2.0的可见光催化分解水平均制氢速率为1290μmol/h·g。2、采用氢氧化钠辅助低温水浴法合成了六方相的ZnIn_2S_4光催化剂,研究了氢氧化钠的加入量对样品组成结构和光催化性能的影响,并分析了样品的形成机理。结果表明,在样品的合成过程中,添加氢氧化钠能影响所制备的ZnIn_2S_4光催化剂的成分组成、形貌、光学性质及其光催化性能。加入氢氧化钠后,In~(3+)会与氢氧根形成配合物离子,导致溶液中Zn~(2+)/In~(3+)的相对浓度比变大,从而影响到所合成样品的组成。当氢氧化钠的添加量为6.0 mmol时,所制备的样品ZIS-6.0具有最佳的可见光催化分解水制氢活性且有较好的稳定性,原因主要可归结于少量Zn~(2+)掺入ZnIn_2S_4晶格内,占据In3+的位置,导致ZnIn2S4导带位置更负,具有更强的还原能力。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;O644.1

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;光催化分解硫化氢制氢研究获进展[J];化工进展;2010年02期

2 ;光催化分解硫化氢制氢研究获进展[J];天津化工;2010年01期

3 ;光催化分解硫化氢制氢研究获进展[J];工业催化;2010年02期

4 蔡乃才,简翠英,董庆华;有机羧酸的光催化分解反应[J];感光科学与光化学;1988年04期

5 张谊华，，滕玉美，曾宪康，王涵慧，俞稼镛;光催化分解硫化氢制取氢气的研究[J];感光科学与光化学;1994年02期

6 温福宇;杨金辉;宗旭;马艺;徐倩;马保军;李灿;;太阳能光催化制氢研究进展[J];化学进展;2009年11期

7 张德;;有害的硫化氢污染物可经光催化成有用的氢和硫[J];化学通报;1982年05期

8 ;水洗再生型光催化除臭滤气器[J];现代化工;2001年01期

9 甘欣;赵希娟;覃彪;傅文甫;;Pt(Ⅱ)配合物光催化制氢研究进展[J];中国材料进展;2010年01期

10 吕宏飞;李锦书;单雯妍;白雪峰;;多元金属硫化物催化剂及光催化分解硫化氢的研究进展[J];材料导报;2012年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李旦振;郑宜;付贤智;;微波场助光催化及其应用[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年

2 殷好勇;金振声;张顺利;张治军;;有机物分子的吸附及光催化分解对水接触角的影响[A];2000'全国光催化学术会议论文集[C];2000年

3 付贤智;;环境光催化基础与应用研究进展[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年

4 王崇明;;新时代——吹响了光催化号角[A];第二届全国染整行业技术改造研讨会论文集[C];2004年

5 叶云;王秀丽;冯兆池;李灿;;CdS QDs/Co complex光催化产氢体系的时间分辨光谱研究[A];第十七届全国光散射学术会议摘要文集[C];2013年

6 付贤智;;环境光催化基础与应用研究新进展[A];2004年全国太阳能光化学与光催化学术会议论文集[C];2004年

7 吴季怀;林煜;黄妙良;林建明;黄昀方;殷澍;佐藤次雄;;层状纳米光催化复合材料HNbWO_6/Pt的合成和性质[A];2000'全国光催化学术会议论文集[C];2000年

8 贺攀科;张敏;杨冬梅;董芳;杨建军;;微波-二元醇技术制备Au/TiO_2及其光催化消除臭氧[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（上册）[C];2006年

9 周航月;葛介超;汪鹏飞;;团藻状的Cd_(1-x)Zn_xS纳米球:无模板法制备及其在可见光催化制氢应用[A];第十三届全国光化学学术讨论会论文集[C];2013年

10 李越湘;吕功煊;李树本;;草酸作电子给体光催化分解水制氢[A];2000'全国光催化学术会议论文集[C];2000年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 记者 吴长锋;光催化分解水制氢气展现迷人前景[N];科技日报;2013年

2 蔡维希 蔡忠仁;光催化分解厂房有机污染物项目实施[N];中国化工报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 韦丁;硒化铟和钛酸铟纳微结构调控与光催化制氢性能[D];北京理工大学;2015年

2 伍明;氧化银—氧化锌复合物和改性的类石墨氮化碳的光催化性能研究[D];吉林大学;2015年

3 高洪林;无机离子修饰提高g-C_3N_4光催化性能的研究[D];南京大学;2014年

4 郎笛;硫化镉光催化材料的制备及其可见光催化性能研究[D];华中农业大学;2016年

5 于笑潇;分等级纳米复合光催化材料的制备及其光催化性能研究[D];武汉理工大学;2010年

6 陈秀芳;石墨相氮化碳的制备、表征及其光催化性能研究[D];福州大学;2011年

7 郑艳;铋复合氧化物的合成及其可见光光催化性能研究[D];江南大学;2011年

8 刘美英;钽基氮氧化物上可见光光催化分解水制氢研究[D];中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）;2006年

9 徐新;水滑石基半导体复合材料的制备及其光催化性能研究[D];北京化工大学;2011年

10 于鹤;SrTiO_3光催化材料光吸收边调控及其光催化产氢性能研究[D];南京大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李鑫;新型MoS_2/TiO_2复合材料的合成及光催化性能探究[D];上海师范大学;2015年

2 王隽;钌基光敏剂的合成及其在TiO_2光催化体系中的催化性能研究[D];郑州大学;2015年

3 李云;上转光剂-NaTaO_3-助催化剂体系在光催化水解制氢中的应用及相关影响因素的研究[D];辽宁大学;2015年

4 李宏颖;TiO_2@酵母微球的调控合成及其催化性能研究[D];长安大学;2015年

5 张亚军;微纳枝状结构ZnFe_2O_4的制备与改性及光催化性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 李孜;氮掺杂碳量子点的荧光分析检测及光催化性能研究[D];北京化工大学;2015年

7 张松;二氧化钛光催化制氢的失活机理研究[D];南京大学;2013年

8 刘辉;多孔SrTiO_3纳米晶的制备及其光催化性能研究[D];南京大学;2014年

9 徐鹏;介孔二氧化钛基复合催化剂的制备及其光催化性能研究[D];吉首大学;2015年

10 何静;铋氧化物及其复合物的制备与光催化性能研究[D];重庆大学;2015年

本文编号：1163312