染料敏化光催化制氢体系中的溶剂效应和铜基催化剂的研究
[Abstract]:In this paper, the electron transfer between sensitizer and catalyst in photocatalytic hydrogen production system is taken as the starting point. By introducing dimethyl sulfoxide (DMSO), the non-radiation process of excited tiger red (RB*) is effectively suppressed and the fluorescence lifetime of excited RB* is prolonged. At the same time, Cu/Cu_2O/Cu/TiO_2 catalyst was prepared by in situ photoreduction of Cu_2O/TiO_2. The hydrogen production mechanism of copper oxide and cuprous oxide as photocatalysts was studied. The important role of interlayer metal copper in conducting electrons in the catalyst was found. The main contents of this thesis are as follows: 1. The effect of DMSO on the inhibition of excited RB~* nonradiative process and the improvement of photocatalytic hydrogen production efficiency in RB sensitized Pt catalytic hydrogen production system. The introduction of a small amount of DMSO can effectively suppress the non-radiative process of proton induced excited state RB~ (RB~ *) and thus improve the efficiency of photocatalytic hydrogen production. Excited by visible light, excited state RB* can easily transfer with water molecule to form excited state RB~ (RB~ *). This excited state RB~ (RB~ *) is easily quenched with H, resulting in photoelectron loss of excited state RB~ (RB~ *), which leads to the decrease of hydrogen production efficiency. It is found that the addition of a small amount of DMSO to the reaction system weakens the hydrogen bond between the water molecule and the excited RB~*, and at the same time inhibits the proton transfer between the excited RB* and the water molecule, thus reducing the non-radiative process of the excited RB~. The hydrogen production test results show that the hydrogen production of RB sensitized Pt catalyst system can reach 1410.7 渭 mol, within 120 min with the introduction of DMSO, which is 4.48 times as high as that without DMSO. The hydrogen production system of RB sensitized Pt catalyst at 550nm achieves the maximum hydrogen production quantum efficiency. The value of the interlayer metal copper in the 44.3%.2.Cu/Cu_2O/Cu/TiO_2 catalyst plays an important role in the visible light catalytic hydrogen production. The Cu/Cu_2O/Cu/TiO_2 interlayer photocatalyst was prepared by in situ photoreduction of Cu_2O/TiO_2. It is found that interlayer metal Cu plays a very important role in the Cu/Cu_2O/Cu/TiO_2 catalyst. The interlayer metal Cu provides a convenient channel for the transfer of electrons from TiO_2 conduction band to Cu_2O in the process of hydrogen production, which greatly prolongs the lifetime of photoelectrons. In addition, by adjusting the molar ratio of interlayer metal Cu to Cu_2O in Cu/Cu_2O/Cu/TiO_2 catalyst, the hydrogen production activity of the catalyst can be significantly improved. When the molar ratio of interlayer metal Cu to Cu_2O is 0.99, the catalyst Cu / Cu _ 2O / Cu / TIO _ 2 exhibits the highest transient photocurrent and longer fluorescence lifetime (0.365 ns). Under the same conditions, the catalytic activity of Cu- / TiO-2 catalyst is three times as high as that of Cu/TiO_2 catalyst, and the catalyst has better hydrogen production stability.
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36;TQ116.2
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