染料分子敏化半導(dǎo)體功能化石墨烯的制備及其光催化產(chǎn)氫的研究.pdf

1、目前，能源和環(huán)境已成為全球的熱門話題，為解決這些問題清潔能源體系的研究是不可或缺的。氫氣具有清潔、高效、高熱值、無污染等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注，利用可再生的太陽能實(shí)現(xiàn)光催化分解水產(chǎn)氫是可持續(xù)能源發(fā)展的重要途徑之一。
　　本文采用以石墨烯為基底材料，通過有機(jī)無機(jī)材料與石墨烯復(fù)合制備一系列的功能化石墨烯納米復(fù)合物，并對其進(jìn)行了相關(guān)的表征，以及研究了這一系列的功能化石墨烯納米復(fù)合物光催化產(chǎn)氫的性能。具體工作如下：
　　(1)通過Ru(

2、dcbpy)3與TiO2自組裝制備了Ru(dcbpy)3/TiO2復(fù)合物，再通過一步溶膠混合法將Ru(dcbpy)3/TiO2與還原氧化石墨烯(RGO)復(fù)合形成Ru(dcbpy)3/TiO2/RGO復(fù)合物。通過XRD、Raman、FTIR、TEM等手段對其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。并用 DRS、光電流測試等手段證明了復(fù)合物可有效拓展光吸收至可見光區(qū)，且石墨烯的存在能夠有效接受和轉(zhuǎn)移光生電荷，延長光生電荷的壽命。以EDTA為電子供體，Ru(d

3、cbpy)3/TiO2/RGO復(fù)合物為光催化劑，在紫外可見光照射下，其光催化活性與TiO2、Ru(dcbpy)3/TiO2、TiO2/RGO相比有效提高，且研究了復(fù)合物中 RGO的含量對光催化活性的影響。同時(shí)還研究了可見光照射下，Ru(dcbpy)3/TiO2/RGO/Pt中Ru(dcbpy)3的含量和體系pH對光催化活性的影響，并考察了催化劑的穩(wěn)定性。我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了可見光照射下Ru(dcbpy)3/TiO2/RGO/Pt復(fù)合物

4、合理的催化機(jī)理。
　　(2)以鈦酸四丁酯和RGO/Pt為前驅(qū)體，通過溶劑熱法，將TiO2原位生長在石墨烯片層上，制得TiO2/RGO/Pt納米復(fù)合物，將其在曙紅(EY)溶液中敏化后得到EY/TiO2/RGO/Pt復(fù)合物，通過XRD、Raman、SEM等手段對TiO2/RGO/Pt納米復(fù)合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并用DRS、熒光、光電流等手段對EY/TiO2/RGO/Pt的光學(xué)性能和光電性能進(jìn)行研究，表明復(fù)合物具有良好的可見光響應(yīng)，EY與T