硫化鎘-石墨烯復(fù)合物的可見光催化分解水產(chǎn)氫性能研究.pdf

1、■f‘分類號——UDC——密級學(xué)校代碼!Q壘窆2武多萎理歹大署學(xué)位論文題目墮垡堡：丕墨鑒復(fù)僉塹鮑互＆塹堡垡金鯉鲞左氫!些魚墾塑壅英文Hie)dyEfficientVisibleLigilt—DrivenPhotocatalyticHydrogen題目—Produ—ctionofCdSClusterDecoratedGrapheneNanosheets——研究生姓名奎里姓名金窒圉職稱熬撞學(xué)位譴指導(dǎo)教師單位名稱塹撾塹郵編430070申請學(xué)位

2、級別三堂亟學(xué)科專業(yè)名稱撾盤堂論文提交El期2Q12生旦論文答辯日期2Q12生魚旦學(xué)位授予單位答辯委員會主■I中文摘要能源與環(huán)境是二十一世紀(jì)人類面臨和亟待解決的兩大世界性的問題。自從1972年日本科學(xué)家Fujishima和Honda在二氧化鈦電極上發(fā)現(xiàn)光催化分解水以來，太陽光誘導(dǎo)光催化反應(yīng)被普遍認(rèn)為是一種將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能源的有效途徑，可以有效解決能源短缺問題；隨后，人們又發(fā)現(xiàn)光催化反應(yīng)還擁有速度快、條件溫和、無二次污染、降解有機(jī)物完全等

3、優(yōu)越性能而成為一種理想的環(huán)境污染治理技術(shù)。因此采用半導(dǎo)體化合物進(jìn)行光催化分解水產(chǎn)氫(能源光催化)以及光催化降解污染物(環(huán)境光催化)受到了人們的普遍關(guān)注。本論文就能源光催化與環(huán)境光催化兩個方面分別對硫化鎘與二氧化鈦的光催化活性的提高進(jìn)行了研究。在能源光催化方面，我們通過簡便的溶劑熱法制備出一種硫化鎘石墨烯納米復(fù)合材料，然后對其做了以下的表征和測試：X射線衍射分析、透射電子顯微分析、比表面積和孔徑分析、紫外可見漫反射光譜分析、X射線光電子能

4、譜分析、紅外光譜分析和可見光催化分解水產(chǎn)氫活性分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合物中的石墨烯促進(jìn)了硫化鎘半導(dǎo)體的結(jié)晶，增大了其比表面積，且適量的石墨烯可大大增加復(fù)合物的催化活性。原料中，氧化石墨烯與二水醋酸鎘的最佳質(zhì)量比為10wt％，此時復(fù)合物以乳酸為犧牲劑，在05wt％貴金屬Pt的的共催化作用下的可見光催化分解水產(chǎn)氫速率可高達(dá)112mmolh1，420nnl處相應(yīng)的表觀量子效率為225％。結(jié)果說明石墨烯不僅可以作為半導(dǎo)體納米顆粒的良好載體，還能作為

5、電子的捕獲者和傳輸者，大大延長光生載流子的壽命。這一研究不僅說明了石墨烯作為半導(dǎo)體材料的載體在光催化分解水制氫方面的作用，還揭示了石墨烯基材料在能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用。在環(huán)境光催化方面，我們利用陰離子摻雜的方法對二氧化鈦進(jìn)行改性，先將鈦酸丁酯和一種BMIMBF4。離子液體的水溶液進(jìn)行水熱處理，再對所制得的粉體進(jìn)行短時間的不完全煅燒，得到新型的氟化硼碳共摻雜二氧化鈦納米顆粒。我們對所制得的催化劑做了以下的表征和測試：X射線衍射分析、透射