SO42-修飾Co-TiO2光催化劑制備及光解水制氫.pdf

1、借助半導(dǎo)體光催化材料，利用太陽(yáng)光分解水制取H2被認(rèn)為是解決能源與環(huán)境問(wèn)題的理想手段之一。TiO2是目前應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體光催化劑，由于其具有價(jià)格低廉、無(wú)毒害、性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的廣泛關(guān)注。但由于其禁帶較寬(3.2eV)，僅能被波長(zhǎng)小于387nm的紫外光激發(fā)（約占太陽(yáng)能5％），且其光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合率高、量子效率較低，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了納米TiO2光催化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。所以，本文的目的是通過(guò)對(duì)TiO2進(jìn)行摻雜與修飾改性，拓展其

2、光譜響應(yīng)范圍，提高其光催化效率。
　　本文采用溶膠-凝膠法制備Co摻雜TiO2前驅(qū)體，并用浸漬法對(duì)其進(jìn)行SO42-表面修飾。借助于X-射線衍射(XRD)、紅外吸收光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)及紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)等分析手段對(duì)所制備的光催化劑進(jìn)行表征，并在水-甲醇體系中對(duì)其光催化分解水制氫性能進(jìn)行了研究，探討Co摻雜與SO42-表面修飾對(duì)提高TiO2光催化活性的影響機(jī)制。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Co的摻

3、雜在不降低紫外光吸收的同時(shí)，使TiO2具有明顯的可見(jiàn)光響應(yīng)，并且能夠抑制TiO2由銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變;制氫結(jié)果顯示:Co摻雜TiO2具有明顯高于未摻雜TiO2的光催化活性，當(dāng)Co摻雜比例為2.0at％、焙燒溫度為500℃、催化劑的投加量為0.5g、甲醇體積分?jǐn)?shù)為10％、反應(yīng)液pH值等于7時(shí)，催化劑的催化性能最好，產(chǎn)氫速率達(dá)到151μmol·h-1。
　　紅外圖譜表明:經(jīng)浸漬法修飾后，SO42-以螯合雙配位形式鍵合在TiO2表面，