高比表面积TiO 2 /贵金属复合材料的制备及其光解水制氢性能研究

发布时间：2021-10-28 20:14

　　光解水制氢技术作为太阳能利用的重要方式之一,除了能提供高能量密度且无污染的氢能之外,还有望对太阳能电池、光催化CO₂还原、光催化NH3合成等的研究提供借鉴和帮助,因此,光解水制氢技术自1972被发现以来一直受到研究者的广泛关注。然而,通过近50年的发展,光解水制氢的太阳能-氢能转换效率依然达不到10%的工业化应用的最低限度。除此之外,光解水制氢技术还面临着量子产率低、太阳光利用率低、催化剂的稳定性亟待提高等问题。为此,研究者先后从开发新的催化剂体系、提高太阳光的吸收效率、改变牺牲剂种类、降低电子迁移的肖特基势垒等诸多方面对光解水制氢技术进行了改进,并取得了显著的效果。但诸多的研究也表明:开发新的催化剂体系、提高原有催化剂的性能依然是目前有效提高光催化转化效率、降低催化剂成本的主要途径之一。二氧化钛（TiO₂）作为最早研究开发的光催化剂之一,因其无毒、稳定、廉价、环保等优势,在环境治理、自清洁、水裂解、有机光合成、CO₂还原、太阳能电池等领域得到了广泛应用。高比表面积催化剂能显著提高催化剂的活性位点,进而提高材料的催化性能... 

【文章来源】：河南师范大学河南省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 TiO_2的结构和光解水制氢催化反应机理
        1.2.1 TiO_2的结构
        1.2.2 TiO_2的光解水制氢催化反应机理
    1.3 TiO_2改性光催化剂的研究现状
        1.3.1 TiO_2的金属离子掺杂
        1.3.2 TiO_2的非金属元素掺杂
        1.3.3 TiO_2的共掺杂修饰
        1.3.4 染料敏化
        1.3.5 半导体复合
        1.3.6 负载贵金属助催化剂
    1.4 本论文的选题思路、研究内容及创新点
        1.4.1 选题思路
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 本论文的创新之处
第二章 实验药品、仪器及表征
    2.1 实验主要药品
    2.2 光解水制氢方法
    2.3 实验仪器
第三章 TiO_2量子点的合成及光催化制氢性能评价
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品的制备
        3.2.2 样品的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 样品的XRD图谱分析
        3.3.2 样品的TEM结果分析
        3.3.3 样品的固体UV-vis DRS结果分析
        3.3.4 样品的BET测试
        3.3.5 样品的热重分析
        3.3.6 样品的傅里叶中远红外光谱图的分析
        3.3.7 样品的光催化制氢性能的研究
    3.4 本章小结
第四章 Ag-TiO_2的合成以及光催化制氢性能的评价
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 样品的制备
        4.2.2 样品的表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 XRD图谱分析
        4.3.2 EDS元素分析
        4.3.3 样品的TEM结果分析
        4.3.4 样品的粒径分布统计分析
        4.3.5 样品的Zeta电位结果分析
        4.3.6 样品的固体UV-vis DRS结果分析
        4.3.7 样品的比表面积、孔容孔径结果分析
        4.3.8 样品的热重分析
        4.3.9 样品的XPS分析
        4.3.10 样品的傅里叶中远红外光谱图的分析
        4.3.11 样品的光催化制氢性能的研究
        4.3.12 样品的光催化机理分析
    4.4 本章小结
第五章 Au-TiO_2合成及光催化制氢性能的评价
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 样品的制备
        5.2.2 样品的表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 样品的XRD图谱分析
        5.3.2 样品的TEM结果分析
        5.3.3 样品的粒径分布统计分析
        5.3.4 样品的Zeta电位结果分析
        5.3.5 样品的固体UV-vis DRS结果分析
        5.3.6 样品的比表面积、孔容孔径结果分析
        5.3.7 样品的热重分析
        5.3.8 样品的XPS分析
        5.3.9 样品的傅里叶红外光谱图的分析
        5.3.10 样品的光催化制氢性能的研究
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
[1]复合半导体光电解水制氢研究进展[J]. 周俊琛,周权,李建保,林仕伟.  硅酸盐学报. 2017(01)
[2]苝染料敏化Pt/TiO2光催化分解水制氢[J]. 刘福生,吉仁,吴敏,孙岳明.  物理化学学报. 2007(12)
[3]钕掺杂对纳米TiO2光催化分解水制氢活性的影响[J]. 黄翠英,由万胜,党利琴,雷志斌,孙振刚,张澜萃.  催化学报. 2006(03)
[4]CoOx改性TiO2光催化剂的制备、优化及其光催化分解水析氢性能研究[J]. 吴玉琪,吕功煊,李树本.  无机化学学报. 2005(03)



本文编号：3463294