CuCrxAl1-xO2-W1-yMoyO3的合成及其光催化產(chǎn)氫性能的研究.pdf

1、光催化分解水制氫是環(huán)境友好的綠色工藝過程，借助光催化劑利用太陽能分解水產(chǎn)生氫氣是理想的制氫方法之一。固溶體為能帶結(jié)構(gòu)可調(diào)變的光催化材料，對于制備適宜組合的p-n復(fù)合型催化劑具有重要意義。
　　本文分別采用共沉淀法和固相法合成了一系列n型固溶體W1-yMoyO3（0-0.2），對樣品進(jìn)行了X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）及紫外-可見漫反射（UV-vis DR）表征分析。結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)成功地制備了W1-yMoyO3固溶體；隨著

2、Mo含量的增加，W1-yMoyO3（0-0.2）固溶體的吸收邊逐漸紅移，其禁帶寬度也相應(yīng)地逐漸減小。采用機(jī)械研磨及熱處理的方法制備了CuCrO2-W1-yMoyO3及Ru/(CuCrO2-W1-yMoyO3)，并在高壓汞燈及氙燈的照射下對復(fù)合催化劑進(jìn)行了光催化分解水產(chǎn)氫的活性測試。結(jié)果表明，所制備的樣品均具備優(yōu)良的產(chǎn)氫性能，但其穩(wěn)定性并不理想。
　　為進(jìn)一步探究W1-yMoyO3的穩(wěn)定性，采用簡單的固相法合成了W1-yMoyO3（

3、0-0.02）固溶體，將W1-yMoyO3與CuCrO2以摩爾比0.8:1進(jìn)行復(fù)合，測定上述復(fù)合催化劑的光催化活性。結(jié)果表明，CuCrO2-W0.99Mo0.01O3的光催化活性最好，對應(yīng)的產(chǎn)氫量為184.8μmol·h-1。負(fù)載0.5 wt％Ru后，Ru/(CuCrO2-W0.995Mo0.005O3)的產(chǎn)氫活性最好，250 W高壓汞燈為光源時(shí)，產(chǎn)氫量達(dá)到306.1μmol·h-1，300 W氙燈為光源時(shí)，用于分解0.03 mol·L

4、-1甘油水溶液及純水，3 h后分別產(chǎn)生104.7μmol和6.6μmol氫氣。焙燒氣氛對W1-yMoyO3性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，空氣氣氛下，復(fù)合催化劑的光催化產(chǎn)氫活性最高；N2氣氛下，復(fù)合催化劑的光催化活性更加穩(wěn)定。
　　采用半濕法合成了一系列p型固溶體CuCrxAl1-xO2（x=0.1-0.9），并對樣品進(jìn)行了XRD、UV-vis DR、SEM、TEM表征分析。結(jié)果顯示，隨著Cr含量的增加，CuCrxAl1-xO2樣品XRD

5、衍射峰的位置規(guī)律性地向低角度偏移，成功制得了CuCrxAl1-xO2（x=0.1-0.9）固溶體；隨著Cr含量的增多，CuCrxAl1-xO2（x=0.1-0.9）固溶體的吸收邊逐漸紅移，其禁帶寬度相應(yīng)地逐漸減小。考察了CuCrxAl1-xO2與n型半導(dǎo)體物質(zhì)WO3復(fù)合后的光催化活性，結(jié)果表明，CuCrxAl1-xO2-WO3具有良好的光催化產(chǎn)氫性能，Ru負(fù)載后復(fù)合催化劑的活性進(jìn)一步提高，其中0.5 wt%Ru/(CuCr0.9Al0.