助催化剂负载对TiO_2光解水性能影响研究

发布时间：2017-05-10 04:07

  本文关键词：助催化剂负载对TiO_2光解水性能影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业化进程的飞速增长,人们对能源需求越来越大,与此同时,对环境的破坏也日益严重。光催化技术具有利用清洁无污染的太阳能等优势,可广泛应用于新能源、环境修复等领域,被公认为是解决困扰当代社会发展的“能源枯竭”和“环境污染”两大问题最为理想的方法之一。二氧化钛半导体具有廉价,化学性质稳定,无毒,氧化能力强等优点,是目前研究和应用最为广泛的光催化剂之一。本文研究助催化剂改性二氧化钛,以期提高光催化剂的光生电荷分离能力、降低氧化还原过电位,从而提高二氧化钛的光解水性能。本文在研制全自动光解水测试系统的基础上,分别以二硫化钼和四氧化三钴为助催化剂,研究助催化剂负载对二氧化钛光催化分解水性能的影响。工作的主要内容和研究结果如下:(1)研制出一种能够实现光解水产物的全自动收集、实时在线分析测试及数据自动记录、测试精度高的全自光解水测试系统,为光解水研究的顺利开展打下了坚实的基础;(2)采用浸渍热解法制备了MoS2/TiO2光催化材料。光催化产氢测试表明,在MoS2负载量相同(0.2%)的条件下,以四硫代钼酸铵和硫脲为原料制备的MoS2/TiO2光催化材料,具有更高的光催化活性;(3)采用硫源为硫脲浸渍法制备的MoS2/P25负载含量为1%时,其光解水性能效果最好。产氢速率为388.99μmolh-1g-1,较之未负载的纯P25光解水性能高出近9倍;(4)MoS2/TiO2光催化剂电化学性能分析结果表明,MoS2的存在,能够有效降低析氢反应的过电位,提高光生电子-空穴对的分离效率;(5)以苯甲醇和P25为原料,利用水热法制备出了C包覆的二氧化钛纳米带。再以硝酸钴、碘酸钠和C包覆的二氧化钛纳米带为原料,采用光沉积负载制备方法负载的Co3O4/TiO2负载量为0.3%时其光解水性能能够最好。
【关键词】：助催化剂 二氧化钛 光催化 二硫化钼 四氧化三钴
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ116.2;O614.411
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 引言9-11
• 1.2 半导体光催化11-13
• 1.2.1 半导体光催化简介11-12
• 1.2.2 半导体光催化原理12-13
• 1.3 纳米二氧化钛13-21
• 1.3.1 纳米二氧化钛特性14
• 1.3.2 二氧化钛晶体结构14-16
• 1.3.3 二氧化钛的能带结构16-17
• 1.3.4 纳米二氧化钛光催化活性影响因素17-18
• 1.3.5 纳米二氧化的制备18-19
• 1.3.6 二氧化钛纳米材料在光催化方面的应用19-21
• 1.4 助催化剂21-23
• 1.4.1 助催化剂改性原理21-22
• 1.4.2 贵金属助催化剂22-23
• 1.4.3 氧化物助催化剂23
• 1.4.4 硫化物助催化剂23
• 1.5 本课题主要选题依据及研究内容23-24
• 第2章 全自动光解水测试系统的研制24-34
• 2.1 引言24-25
• 2.2 自制全自动光解水测试系统设计及组建25-29
• 2.2.1 自制全自动光解水测试系统组成25-27
• 2.2.2 自动分析测试原理27-28
• 2.2.3 系统操作说明28-29
• 2.3 自制全自动光解水测试性能评价29-33
• 2.3.1 系统测试精度29-31
• 2.3.2 系统检测气体产物浓度范围31-32
• 2.3.3 系统操作使用及维护32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 MoS_2 /TiO_2光催化还原水制氢性能34-52
• 3.1 引言34-35
• 3.2 实验部分35-39
• 3.2.1 实验室仪器设备35-36
• 3.2.2 实验所用试剂及原料36
• 3.2.3 催化剂制备36-37
• 3.2.4 物化性能表征37-38
• 3.2.5 光解水产氢性能测试38-39
• 3.2.6 电化学测试39
• 3.3 结果与讨论39-51
• 3.3.1 MoS_2原料对光解水产氢性能的影响39-40
• 3.3.2 制备工艺对光解水产氢性能的影响40-41
• 3.3.3 牺牲剂对光解水产氢性能的影响41-42
• 3.3.4 MoS_2负载量对光解水产氢性能的影响42-43
• 3.3.5 物性表征43-47
• 3.3.6 光电性能研究47-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第4章 Co_3O_4 /TiO_2光催化氧化水制氧性能52-59
• 4.1 引言52-53
• 4.2 实验部分53-55
• 4.2.1 实验室仪器设备53
• 4.2.2 实验所用试剂及原料53-54
• 4.2.3 催化剂的制备54
• 4.2.4 光解水产氧性能测试54-55
• 4.3 实验结果与分析55-58
• 4.3.1 UV-Vis分析55
• 4.3.2 光源的影响55-56
• 4.3.3 光照时间的影响56-57
• 4.3.4 负载量的影响57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 结论与展望59-61
• 5.1 结论59-60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-68
• 致谢68

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本文编号：353965