磷化物的制备和表征及其在光催化产氢中的性能研究

发布时间：2017-06-21 22:08

  本文关键词：磷化物的制备和表征及其在光催化产氢中的性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤、石油和天然气等化石燃料在人类经济和社会文明发展中起着至关重要的作用,但是这些化石燃料是有限的、不可再生的,其大量使用已经引起了严重的能源危机和相关的环境问题,这些问题严重威胁到了人类的生存。因此,急需开发新的能源来代替传统的化石燃料。利用太阳能光催化分解水是解决以上问题的有效途径之一。由于半导体材料结构的限制,光催化分解水产氢的效率并不高,对半导体进行改性是很有必要的。担载助催化剂可以提高半导体材料的光催化活性。本论文将CoP和MoP作为非贵金属助催化剂来提高Ti02和CdS的光催化分解水产氢活性。非贵金属助催化剂可以代替贵金属,从而降低光催化的成本。通过次磷酸钠对CoP前驱体进行磷化得到CoP,将其担载在TiO2上,制备了CoP/TiO2复合光催化剂。通过光催化分解水产氢实验发现担载CoP后TiO2的光催化活性明显提高。当担载量为2%时,光催化分解水产氢活性最高,产氢速率为22μmol·h-1,是单纯TiO2的22倍。XRD和HRTEM结果表明CoP和TiO2紧密结合,SEM图和TEM图表明助催化剂CoP呈棒状,UV-vis漫反射吸收光谱表明复合光催化齐CoP/TiO2的吸光度相对于TiO2有明显的增强,且随着CoP担载量的增加,吸光度也不断增强。通过共沉淀法制备了CoP/CdS复合光催化剂,用乳酸作为牺牲剂,研究其在可见光下的光催化分解水产氢性能,发现CoP作为助催化剂可以有效地提高CdS光催化分解水产氢活性。CoP的担载量对CdS光催化分解水产氢活性有很大的影响。当担载量为2%时,产氢活性最高,产氢速率为140 μmol·h-1,是单纯CdS的7倍,是1%Pt/CdS的2倍。XRD和HRTEM表明CoP和CdS紧密结合,SEM图和TEM图表明助催化剂CoP呈棒状,UV-vis漫反射吸收光谱表明CoP的担载增大了CdS在可见光区的吸光度。采用程序升温还原法制各了MoP,并通过共沉淀法将MoP担载在CdS上,制备了MoP/CdS复合光催化剂。研究其在可见光下的光催化分解水活性,发现复合光催化剂的活性大大提高,且MoP的担载量对复合光催化剂的产氢活性有很大的影响。当担载量为2%时,光催化分解水产氢活性最高,产氢速率为78 μmol·h-1,是单纯CdS的4倍,与1%Pt/CdS的产氢活性相当。XRD表明MoP和CdS复合成功,UV-vis漫反射吸收光谱表明MoP的担载增大了CdS在可见光区的吸光度。
【关键词】：光催化 产氢 助催化剂 磷化钴 磷化钼
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TQ116.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-17
• 1.1 引言7
• 1.2 光催化概述7-11
• 1.3 助催化剂研究现状11-13
• 1.4 磷化物研究现状13-15
• 1.5 本文研究的意义和主要内容15-17
• 第二章 实验材料及实验方法17-20
• 2.1 实验试剂17
• 2.2 实验仪器17-18
• 2.3 催化剂表征18-19
• 2.4 催化剂性能评价19-20
• 第三章 CoP/TiO_2的制备和表征及其光催化性能研究20-28
• 3.1 引言20
• 3.2 CoP/TiO_2复合光催化剂的制备20-21
• 3.3 CoP/TiO_2复合光催化剂的表征21-25
• 3.4 CoP/TiO_2复合光催化剂的光催化性能评价25-26
• 3.5 本章小结26-28
• 第四章 CoP/CdS的制备和表征及其光催化性能研究28-37
• 4.1 引言28
• 4.2 CoP/CdS复合光催化剂的制备28-29
• 4.3 CoP/CdS复合光催化剂的表征29-33
• 4.4 CoP/CdS复合光催化剂的光催化性能评价33-35
• 4.5 CoP与贵金属Pt助催化剂的活性比较35-36
• 4.6 本章小结36-37
• 第五章 MoP/CdS的制备和表征及其光催化性能研究37-46
• 5.1 引言37
• 5.2 MoP/CdS复合光催化剂的制备37-38
• 5.3 MoP/CdS复合光催化剂的表征38-42
• 5.4 MoP/CdS复合光催化剂的光催化性能评价42-44
• 5.5 MoP和贵金属Pt助催化剂的活性比较44-45
• 5.6 本章小结45-46
• 第六章 结论与展望46-48
• 6.1 结论46-47
• 6.2 展望47-48
• 参考文献48-55
• 致谢55-56
• 个人简介56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 任雁;刘玉;任培兵;;太阳能转化为氢能之探讨[J];河北省科学院学报;2014年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张静;Pt基助催化剂形貌控制合成及光催化性能的研究[D];上海电力学院;2014年

  本文关键词：磷化物的制备和表征及其在光催化产氢中的性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：470039