新型MoS2-TiO2復合材料的合成及光催化性能探究.pdf

1、能源問題和環(huán)境問題是新世紀人類社會不斷發(fā)展所面臨的兩個重大問題，如現(xiàn)在日益嚴重的霧霾的產(chǎn)生與人們生產(chǎn)生活中所利用的煤炭、石油等的過多開采利用有著緊密的關系。當前如何高效利用可再生、無污染、并可持續(xù)利用的新能源是解決問題的關鍵。在所有選擇性替代性的能源中，氫能被學者認為是21世紀最有潛力的替代能源。在眾多的制備氫氣方法中，利用太陽能光催化分解水制氫技術因其能直接利用太陽能且體系簡單，日益受到廣泛關注。因此，光解水制氫的關鍵是研究設計高效的

2、光催化材料。
　　本文針對光催化領域存在的問題，針對性的設計了幾種高效的光催化材料，主要包括超大比表面積ultrasmall-TiO2，ultrasmall-TiO2/MoS2，TiO2/few layer-MoS2以及包覆型TiO2-MoS2材料，通過XRD，BET，TEM，XPS，分子熒光光譜和固體紫外漫反射吸收光譜等對不同樣品材料進行了表征，并測試了其降解協(xié)同產(chǎn)氫性能。主要分為以下四個部分：
　?。?）用溶劑熱法制備了

3、純銳鈦礦相超大比表面積ultrasmall-TiO2的光催化劑材料。采用XRD，TEM，BET，XPS等手段對催化劑材料進行了表征。并以不同有機染料為犧牲劑，考察了催化劑材料在紫外光（λ=365nm）照射下的光降解水制氫活性。結果表明，所制備的純銳鈦礦相ultrasmall-TiO2光催化劑材料具有非常高的比表面積（約420m2/g）,也具有較高的光降解有機染料協(xié)同制氫活性和穩(wěn)定性。大的比表面積可以歸結為組成材料的粒子粒徑非常小，因而具

4、有很大的比表面積，同時較小的粒徑有利于光生電子與空穴的快速遷移，提高光催化活性，在釜熱溫度為130℃下制備的樣品具有最佳活性。
　?。?）采用溶劑熱法制厚片層Bulk-MoS2，再以第一部分制備超大比表面積ultrasmall-TiO2為基礎，將厚片層Bulk-MoS2引入TiO2的制備初始反應液中釜熱合成復合材料：ultrasmall-TiO2/Bulk-MoS2。所制備的復合材料在紫外光（λ=365 nm)照射下，降解有機污染

5、物協(xié)同產(chǎn)氫，考察了不同Bulk-MoS2負載的ultrasmall-TiO2復合材料的光降解污染物協(xié)同制氫性能。研究結果表明，Bulk-MoS2負載的能有效的提高光降解有機污染物協(xié)同制氫活性?？赡苡捎贐ulk-MoS2加速光生電子的快速轉移，以及對反應物分子有較強的吸附，這兩方面的原因，能夠大大提高光催化活性。
　?。?）采用化學法剝離法將Bulk-MoS2剝離成單層或少層MoS2，再用微波法將少層MoS2(few layer-M

6、oS2)與二氧化鈦負載在一起制備復合型材料：TiO2/few layer-MoS2。通過一系列表征，可以得出TiO2小顆粒均勻的負載在少層MoS2的片層上，二者接觸緊密，能有效的增加光生電子的傳輸能力。實驗結果表明，在3.2％few layer MoS2相對質(zhì)量比負載下，TiO2顆粒與少層MoS2在位型分配上達到飽和，少層MoS2的存在阻止了TiO2顆粒的團聚,而TiO2的負載也抑制了反應過程中少層MoS2的自聚合。體現(xiàn)了較好的光催化制