La 2 O 3 /ZnIn 2 S 4 /RGO/BiVO 4 Z型催化剂的优化及其光催化产氢性能的研究

发布时间：2025-02-07 21:34

　　随着社会经济的不断发展,能源及环境问题日益凸显,人类对清洁的、可再生的新能源的需求越来越迫切。近年来,光催化分解水制氢技术受到了广大研究者的密切关注,是能有效地解决这些问题最具潜力的方法之一。而如何制备出高效、对可见光吸收强且稳定性好的光催化剂成为利用太阳光光催化分解水制氢的关键。Z型催化剂是近几年发展十分迅速的一种新型复合光催化剂,有着对可见光利用效率高,催化剂稳定性良好等优点。本文在课题组已构建的Z型催化剂La2O3/Zn In2S4/RGO/Bi VO4基础上进行优化,并进行光催化制氢及降解污染物等性能研究。优化了Z型催化剂中的氧化端Bi VO4的形貌。采用水热法合成了不同形貌的Bi VO4催化剂并合成了其对应的Z型催化剂,通过XRD、SEM、BET、Raman及UV-vis等表征技术对其进行分析。结果表明,Bi VO4的形貌对石墨烯负载有显著的影响,并且对Z型催化剂的比表面积和总孔容积有较大影响。在所制备的六种形貌中,针状Bi VO4进行石墨烯负载的效果最佳,并且其制备的Z型催化剂比表面积最大。针状Bi VO4所合成出的Z型催化剂其光催化产氢速率达到最大,为563.3μmol/(...

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的来源
    1.2 研究背景
    1.3 光催化分解水制氢原理
    1.4 一步光催化半导体材料的研究现状
        1.4.1 铋系光催化剂材料
        1.4.2 铋的含氧酸盐光催化剂材料
        1.4.3 金属硫化物光催化剂材料
    1.5 Z型催化剂的研究现状
        1.5.1 Z型催化剂的发展历程
        1.5.2 国内外文献综述的简析
        1.5.3 本课题组开展的相关研究简述
    1.6 课题的研究目的和意义
    1.7 课题主要研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料与仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 光催化评价系统
    2.3 实验方法
        2.3.1 催化剂的制备
        2.3.2 催化剂的表征方法
    2.5 实验方法
        2.5.1 催化剂的活性评价实验
        2.5.2 检测方法与评价指标
    2.6 本章小结
第3章 Z型体系中BiVO₄形貌的优化
    3.1 引言
    3.2 催化剂的表征
        3.2.1 形貌分析
        3.2.2 晶相结构分析
        3.2.3 光吸收性能分析
        3.2.4 BET分析
        3.2.5 Raman分析
    3.3 Z型催化剂的活性
    3.4 本章小结
第4章 石墨烯载量及共催化剂种类优化
    4.1 引言
    4.2 催化剂的表征
        4.2.1 形貌分析
        4.2.2 晶相结构分析
        4.2.3 光吸收性能分析
        4.2.4 BET分析
        4.2.5 Raman分析
        4.2.6 电子空穴对分离性能分析
        4.2.7 FT-IR分析
    4.3 石墨烯载量对催化剂活性的影响
    4.4 共催化剂种类对催化剂活性的影响
    4.5 本章小结
第5章Z型光催化产氢反应条件的优化
    5.1 引言
    5.2 Z型光催化分解水产氢的活性影响
        5.2.1 空白对照
        5.2.2 有机物种类的影响
        5.2.3 催化剂投加量的影响
        5.2.4 溶液pH的影响
        5.2.5 甲醛初始浓度的影响
        5.2.6 氧浓度的影响
    5.3 光催化体系的稳定性
    5.4 产氢性能比较
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4031333