SrTiO3及其異質(zhì)結(jié)的制備與光催化水解制氫性能研究.pdf

1、氫的燃燒產(chǎn)物為水，被認為是一種最理想的新世紀無污染的綠色能源。大氣中并不存在氫氣，但是水中儲存了大量的氫氣。目前，從水中電解得到氫氣是比較常用的方法，但是需要消耗很大的電能，成本很高。尋找一種方便且廉價的制備氫氣方法，已成為能源和環(huán)境科學工作者夢寐以求的愿望。日本學者Fujishima和 Honda[1]報道了利用 TiO2作為光電極，紫外光照射下光催化分解水產(chǎn)生氫氣，開創(chuàng)了光解水制氫的研究歷史。
　　在本文中首先以鈦酸四正丁酯和

2、硝酸鍶分別做為鈦源和鍶源，采用溶劑熱法合成了片狀鈦酸鍶粉末，然后以片狀鈦酸鍶為其中一種半導體光催化材料，通過水熱法與三元硫化物復合，制備異質(zhì)結(jié)光催化材料。
　　1)通過水熱法制備出不同摩爾比例的 SrTiO3/ZnxCd1-xS異質(zhì)結(jié)光催化材料，隨后調(diào)整x的值(0、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1)制備出不同Zn/Cd摩爾比例的系列樣品。通過X射線衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)，透射電子顯微鏡(TEM)， X射

3、線光電子能譜(XPS)，紫外-可見(UV-Vis)分光光譜等技術對系列樣品進行物理表征。通過在可見光下進行光解水制氫性能測試得到樣品的最佳產(chǎn)氫量，結(jié)果表明：SrTiO3和 ZnxCd1-xS復合之后，能夠形成良好的異質(zhì)結(jié)體系，SrTiO3復合ZnxCd1-xS能有效增強其光解水制氫性能，其中 SrTiO3/Zn0.6Cd0.4S的摩爾比例為1:5的異質(zhì)結(jié)材料表現(xiàn)出最好的可見光光解水制氫性能，循環(huán)穩(wěn)定后氫氣產(chǎn)率為5.3 mmol·g-1·

4、h-1。
　　2)通過一步沉淀法制備出不同摩爾比例的SrTiO3/ZnxCd1-xS異質(zhì)結(jié)光催化材料，隨后調(diào)整x的值(0、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1)制備出不同Zn/Cd摩爾比例的系列樣品。通過X射線衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)，紫外-可見(UV-Vis)分光光譜等技術對系列樣品進行物理表征。通過可見光下光解水制氫的產(chǎn)量進行光催化性能的測試，結(jié)果表明：低溫水熱制備的 SrTiO3/ZnxCd1-xS異質(zhì)

5、結(jié)光催化材料，能明顯增強其光解水制氫性能，其中 SrTiO3/Zn0.5Cd0.5S的摩爾比例為1:1的異質(zhì)結(jié)材料表現(xiàn)出最好的可見光光解水制氫性能，最佳氫氣產(chǎn)率為349.6μmol?g-1?h-1。
　　3)通過水熱法制備出不同摩爾比例的SrTiO3/AgIn5S8異質(zhì)結(jié)光催化材料，通過 X射線衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)，紫外-可見(UV-Vis)分光光譜等技術對系列樣品進行物理表征。通過可見光下光解水制氫的產(chǎn)量進行