鈦酸鈷-類石墨氮化碳復合光催化劑的制備及其光催化性能研究.pdf

1、隨著能源危機與環(huán)境問題的加劇，光催化技術已成為研究熱點之一，尤其在光解水制氫應用領域。在眾多光催化劑中，構建Z型異質(zhì)結復合光催化劑不僅有利于促進光生電子空穴對的分離，還能保持較強的氧化還原能力，從而提高產(chǎn)氫性能。本文主要圍繞鈦酸鈷(CoTiO3)與類石墨氮化碳(g-C3N4)復合材料的制備及其光解水產(chǎn)氫性能進行研究。通過簡單的原位生長法直接在CoTiO3納米棒上熱聚合g-C3N4納米片，得到CoTiO3/g-C3N4復合材料并對其進行表

2、征，測試不同復合比例催化劑的產(chǎn)氫性能，并對其界面處異質(zhì)結作用機理進行驗證，主要研究結論如下:
　　(1)采用溶膠凝膠法成功制備得到CoTiO3納米棒，選擇尿素作為g-C3N4的前驅體，將CoTiO3與尿素混合研磨煅燒成功得到CoTiO3/g-C3N4復合光催化劑(CT-U)。在相界面處CoTiO3主要以(104)晶面與g-C3N4接觸，兩者之間通過Co-O-N與Ti-O-N鍵緊密連接。
　　(2)0.15％ CT-U的光解水

3、產(chǎn)氫性能最佳，在模擬太陽光照射下，產(chǎn)氫速率(HER)高達858μmol·h-1·g-1，量子效率(QE)達到38.4％（365nm）與3.23％（420±20nm），遠高于純g-C3N4（16.0％與0.83％），同時該復合光催化劑經(jīng)過4次循環(huán)之后，仍保持良好的穩(wěn)定性。
　　(3)通過PL，PEC，ESR等表征方式證明了CT-U復合材料具有更高的光生電荷分離率，并同時證明了CT-U復合材料的光催化反應體系遵循Z型異質(zhì)結機理，電子遷