SrTiO3基納米復(fù)合材料的制備及其光催化制氫性能研究.pdf

1、SrTiO3具有半導(dǎo)性、無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、成本低及良好的光電性能等優(yōu)點(diǎn)。由于這些優(yōu)點(diǎn)，SrTiO3已廣泛應(yīng)用于光催化分解水制氫領(lǐng)域。SrTiO3的禁帶寬度為3.2eV，僅對(duì)紫外光有吸收，但紫外光只占太陽(yáng)光的4％左右，大大限制了其對(duì)太陽(yáng)能的利用。因而需對(duì)其進(jìn)行改性，拓寬其光響應(yīng)范圍，以提高其光催化產(chǎn)氫性能。
　　本文選用水熱法成功合成了SrTiO3納米粒子。并且通過(guò)貴金屬負(fù)載和半導(dǎo)體的耦合的方法進(jìn)行修飾，制備出Au/SrTiO3和

2、g-C3N4/SrTiO3納米復(fù)合光催化劑，以達(dá)到提高其光催化活性的目的。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，通過(guò)以水熱法制備出的二氧化鈦納米粒子作為鈦源，用八水合氫氧化鍶作為鍶源，將二者混合置于反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱處理，制備出鈦酸鍶納米粒子，并對(duì)不同溫度下合成的鈦酸鍶樣品進(jìn)行表征分析及光催化性能測(cè)試。研究結(jié)果表明，所制備的鈦酸鍶納米粒子直徑約為30nm左右，并且只有紫外光吸收。其中，在180℃下合成的鈦酸鍶納米粒子結(jié)晶性以及光催化活性最優(yōu)

3、。因此，選擇180℃下所制備的鈦酸鍶納米粒子作為進(jìn)一步研究的對(duì)象。
　　為了使所制備的鈦酸鍶納米粒子在可見(jiàn)光下具有光吸收響應(yīng)，采用光化學(xué)還原法對(duì)鈦酸鍶納米粒子進(jìn)行貴金屬(Au)負(fù)載，得到Au/SrTiO3復(fù)合光催化劑。并通過(guò)SEM、TEM和DRS進(jìn)行表征，分析其形貌、結(jié)構(gòu)和光吸收性質(zhì)，考察了Au/SrTiO3納米光催化劑在可見(jiàn)光下的制氫性能。結(jié)果表明，通過(guò)負(fù)載Au納米粒子后，由于表面等離子體共振效應(yīng)，增強(qiáng)了其對(duì)可見(jiàn)光的吸收。此外，

4、測(cè)試了不同Au負(fù)載量對(duì)SrTiO3光催化劑在可見(jiàn)光下制氫活性的影響，其中，5％Au/SrTiO3光催化劑在可見(jiàn)光下制氫活性最高，并對(duì)其光催化反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步的探討。
　　此外，采用熱解縮聚有機(jī)物法，以三聚氰胺為原料制備了g-C3N4半導(dǎo)體光催化劑。將g-C3N4和SrTiO3納米粒子進(jìn)行混合，放入馬弗爐進(jìn)行熱處理，獲得g-C3N4/SrTiO3復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑，以提高SrTiO3納米粒子的光催化性能。采用XRD、SEM、TE