硫化钴修饰二氧化钛基光催化材料的制备与产氢性能研究

发布时间：2021-07-11 04:56

　　当今世界,能源危机和环境污染已经成为人类社会发展急需解决的两大主要问题。以二氧化钛为代表的半导体光催化材料,由于其良好的化学性质、稳定性、无毒性和低成本,在清洁能源开发方面有着特有的优势。然而,二氧化钛光催化材料存在光生电子和空穴分离效率低的问题,限制了其进一步的商业应用。通过一定的改性手段,例如半导体耦合、助剂修饰、元素掺杂、染料敏化等就可以有效增强二氧化钛的光催化性能。其中,助剂修饰目前被认为是最有效的转移光生电子策略。寻找一种低价高效电子助剂来提高新型半导体TiO₂的光催化制氢性能是非常具有研究意义的。基于以上研究目的,以TiO₂为主体材料,无定形硫化钴为助剂开展了本论文的研究工作。实验研究方案及实验结果概括如下:第一,通过一步原位光沉积法在TiO₂光催化材料表面成功修饰了无定形硫化钴助催化剂,从而制备了无定形CoS_x/TiO₂复合光催化材料。研究结果表明:无定形CoS_x修饰后的TiO₂光催化材料的光催化产氢性能明显高于纯TiO... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

半导体受光激发后光生载流子可能去向说明图

图 1-3 二氧化钛染料敏化太阳能电池工作原理图[30]物杀菌化技术过程，会产生具有强氧化性的物质，这些物质可，所以可以将光催化技术应用于生物杀菌[33]方面，用于外，研究表明，光催化在生物医疗方面也有重要应用，菌，还能战胜一些癌细胞，从而达到医治病人的效果[35]。直径约 300 A 的二氧化钛为催化剂主体材料，将其用紫恶性 HeLa 细胞便可以全部被杀死。现在，利用光催化进也逐渐得到了广泛的关注与研究，目前的研究也不再局胞样品，也可以消灭实验动物体内的癌细胞[37-39]。虽然留在研究阶段，距离临床应用还需要做出一定的努力，杀菌抗癌方面的重大潜在价值是不可忽视的。催化产氢0 世纪 70 年代，Fujishima 和 Honda[5]等在研究利用光电化

图 1-4 常见半导体在 pH = 7 时的禁带宽度及价带导带位置[47]二氧化钛光催化产氢过程主要分为三个过程：首先，二氧化钛经紫外发后，会产生光生电子和光生空穴，电子受到激发将会跃迁至导带，态电子，在反应体系中是很好的还原剂；空穴继续停留在能量较低的是很好的氧化剂。

【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米二氧化钛对室内空气中甲醛的降解作用[J]. 翟增运,李纯海.  职业与健康. 2009(10)
[2]五种常见装饰植物对甲醛的吸收能力比较研究[J]. 熊缨,苏志刚.  环境科学与管理. 2009(01)
[3]多硫化钴CoSx结构与稳定性的密度泛函研究[J]. 王大喜,董宪荣,汪树军.  分子科学学报. 2007(02)



本文编号：3277381