可见光响应型金属基纳米催化剂的制备及其在光催化放氢中的应用研究

发布时间：2022-02-04 19:48

　　氢气是一种燃烧热值高且环境友好的能源,在实现氢能经济的过程中,氢气的高效存储和温和释放仍然面临挑战。硼烷氨（NH₃BH₃）和甲酸（HCOOH）分别含19.6 wt%和4.4 wt%的氢,是有应用前景的两种化学储氢材料。为实现温和条件下NH₃BH₃和HCOOH的高效放氢,新型催化剂的设计是关键。基于此,本论文将可见光引入到NH₃BH₃和HCOOH的催化放氢体系中,利用可见光能够调节催化剂活性中心的电子密度从而提升其催化活性的特点,设计合成了三类可见光响应催化剂,系统研究了它们光催化NH₃BH₃和HCOOH的放氢性能。主要结果如下。（1）基于特定金属的表面等离子体共振（SPR）效应和非SPR效应,首先制备了一系列尺寸不同且具有SPR效应的Cu球,然后以它们为载体负载非贵金属Co和Ni纳米粒子,最后研究了负载型催化剂光催化NH₃BH₃放氢性能。结果表明,所有催化剂的可见光放氢... 

【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区211工程院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

能源类型及氢能应用[3]

氢气在特定条件下能够与一些过渡金属以及金属合金进行反应，通过化学键合从而形成物，氢气与镧系、锕系以及 Ti、V 等元素容易形成氢化物（图 1.3）[31]。二元氢化物的式为 MHx，x 代表不同的化学计量比或者是不同的相[32]。大多数氢化物组成式为 ABnHx，表稀土或碱土金属，B 代表过渡金属[32]。其中最受关注的氢化物 LaNi5，储氢密度为 113。金属氢化物具有独特的能力可以吸附和释放氢气，但是只有当温度为 2500 oC 或者更度时其储氢能力才能达到 5-7 wt%，金属氢化物倾向于与氢分子强烈结合，约 120-200 o温才可以释放氢气[31]。选择金属氢化物用于储氢是由于其提供了低反应性（高安全性）储氢密度。研究发现轻元素如 Li、Mg、B 等能够形成一系列复合氢化物，NaAlH4[34]、[35]、MgH2[36]等氢化物被发现可以储存 9 wt%氢气。但是氢化物在剧烈反应时受到严重的，暴露在潮湿空气中时，处理和回收都很麻烦，因为它们会引起皮肤或眼睛的刺激，也起皮肤吸收毒性。近年来，Mg2NiH4具有高储氢容量、成本低和无毒性受到人们广泛关

内蒙古大学硕士学位论文化分解水制氢可以有效用太阳能，当光照射在光电阳极的可见光响应光，电子被激发到导带并移动到铂阴极（这个过程通常施加外部偏压44]。以 TiO2为光阳极、Pt 为阴极，施加外加偏压，当 TiO2光阳极电子和空穴同时产生，应用阳极电势时，电子从 TiO2光阳极通过外电气在 TiO2光阳极产生，氢气在 Pt 电极上产生（图 1.4）[44,46]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Metal nanoparticles induced photocatalysis[J]. Lequan Liu,Xinnan Zhang,Lufeng Yang,Liteng Ren,Defa Wang,Jinhua Ye.  National Science Review. 2017(05)



本文编号：3613835