SO42-修飾Co-TiO2光催化劑制備及光解水制氫.pdf

1、借助半導體光催化材料，利用太陽光分解水制取H2被認為是解決能源與環(huán)境問題的理想手段之一。TiO2是目前應用最廣泛的半導體光催化劑，由于其具有價格低廉、無毒害、性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點而受到人們的廣泛關注。但由于其禁帶較寬(3.2eV)，僅能被波長小于387nm的紫外光激發(fā)（約占太陽能5％），且其光生電子-空穴對的復合率高、量子效率較低，這些缺點嚴重阻礙了納米TiO2光催化技術的發(fā)展與應用。所以，本文的目的是通過對TiO2進行摻雜與修飾改性，拓展其

2、光譜響應范圍，提高其光催化效率。
　　本文采用溶膠-凝膠法制備Co摻雜TiO2前驅體，并用浸漬法對其進行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-可見吸收光譜(UV-Vis)等分析手段對所制備的光催化劑進行表征，并在水-甲醇體系中對其光催化分解水制氫性能進行了研究，探討Co摻雜與SO42-表面修飾對提高TiO2光催化活性的影響機制。
　　實驗結果表明:Co的摻

3、雜在不降低紫外光吸收的同時，使TiO2具有明顯的可見光響應，并且能夠抑制TiO2由銳鈦礦向金紅石的轉變;制氫結果顯示:Co摻雜TiO2具有明顯高于未摻雜TiO2的光催化活性，當Co摻雜比例為2.0at％、焙燒溫度為500℃、催化劑的投加量為0.5g、甲醇體積分數(shù)為10％、反應液pH值等于7時，催化劑的催化性能最好，產(chǎn)氫速率達到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，