二氧化钛光解水制氢催化材料的晶相调控及复合改性研究

发布时间：2024-04-17 19:03

　　采用水热法从单一钛源和混合钛源出发合成了A型、A+B型二元混晶相及A+B+R型三元混晶相结构的m-Ti O₂。通过调控混晶相m-Ti O₂中板钛矿相的含量可以提高其光解水制氢性能。结果表明,晶相组成为56%A+40%B+4%R的mTi O₂样品在紫外光条件下的产氢活性达251 mmol/g·h。当还原氧化石墨烯(r GO)的复合量[m(r GO)/m(Ti O₂)]为0.01时,r GO-m-Ti O₂样品在可见光下的产氢活性较未复合样品提高了1.35倍;在350～850 nm的全波段条件下,60 h总产氢量达152 mmol/g,具有很好的稳定性。

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【部分图文】：

图1不同温度合成的二元混晶相m-TiO2的XRD图

以钛酸四正丁酯为钛源，在pH为7.0的条件下，考察合成温度对m-TiO2晶相结构及紫外产氢活性的影响，结果如图1和表1所示。由图1中可以看出，m-TiO2样品在25.4、37.9°和48.1°处出现锐钛矿相TiO2(Anatase，记为A型)的特征峰，在25.3、25.2....

图2不同pH合成的二元混晶相m-TiO2的XRD图

以钛酸四正丁酯为钛源，在150℃条件下，考察了pH对m-TiO2晶相结构和紫外产氢活性的影响，结果如图2和表2所示。由图2可见，不同pH条件下合成的m-TiO2样品的晶相结构均以锐钛矿相为主。当pH为5.5时，合成样品为单一的纯锐钛矿相结构(A型);pH在6.0～8.....

图3不同pH合成的二元及三元混晶相m-TiO2的XRD图

不同pH合成的二元及三元混晶相m-TiO2的XRD及产氢活性分别如图3和表3所示。由图3和表3可见，以钛酸四正丁酯和四氯化钛为钛源，在150℃条件下，当pH为7.0时，样品为板钛矿相质量分数为72%的B+A型结构。随着pH的降低，样品中板钛矿相的质量分数逐渐降低，pH降....

图4不同晶相结构m-TiO2的UV-Vis图

将光催化活性最高的A型、A+B型和A+B+R型m-TiO2分别记为T1、T2和T3，其比表面积分别为80、77m2/g和81m2/g，相差不大。但是，与纯A相的T1相比，混晶相结构的T2和T3的紫外-可见吸收光谱(如图4所示)产生了明显的红移，对较长波长光的吸收效率增加。利....

本文编号：3956788