立體結(jié)構(gòu)二氧化鈦納米管用于光裂解水制氫研究.pdf

1、全球人口過(guò)快的增長(zhǎng)導(dǎo)致全球能源消耗加大，其中不可再生資源消耗加劇且其消耗后對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。如今，可再生資源與保護(hù)環(huán)境成為社會(huì)討論熱點(diǎn)。氫能源是一種可再生且環(huán)保的資源，由水電解或者裂解得到，而水在地球表面覆蓋率為71％左右，可見(jiàn)氫的儲(chǔ)能相當(dāng)豐富。
　　本課題選用相對(duì)簡(jiǎn)便的電化學(xué)陽(yáng)極氧化法，在螺旋狀Ti絲表層，制備獲得一層有序且分布整齊的TiO2納米管陣列薄膜，并選用化學(xué)浸漬法進(jìn)行金屬鐵的摻雜改性，進(jìn)而改變TiO2納米管的光催化響應(yīng)能

2、力，增強(qiáng)其光催化裂解水產(chǎn)氫活性。對(duì)樣品TiO2納米管采取了掃描式電子顯微鏡(SEM)、能量色散光譜儀(EDS)、X射線衍射法(XRD)等表征手段，探究了氧化電壓、鈦絲直徑、電解液中含水量、氧化時(shí)間以及摻雜濃度不同的硝酸鐵溶液對(duì)TiO2納米管光催化裂解水制氫的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件為鈦絲的直徑0.5mm、電解液為氟化銨∶乙二醇∶水（質(zhì)量比）=0.32∶111.55∶8的混合溶液、氧化時(shí)間4小時(shí)、氧化電壓60V以及水浴溫度30℃;未

3、摻雜改性前，在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下制備的TiO2納米管光催化產(chǎn)氫能力高于其它實(shí)驗(yàn)條件下的光催化產(chǎn)氫能力;摻雜改性后，雖然，隨著TiO2納米管中摻雜硝酸鐵溶液濃度(0.02mol/L、0.05mol/L、0.10mol/L、0.15mol/L)的增加，TiO2納米管的光催化產(chǎn)氫能力呈下降狀態(tài)，但是，不論摻雜濃度是多少，TiO2納米管的光催化產(chǎn)氫能力高于純TiO2納米管的光催化產(chǎn)氫能力，此中，0.02mol/L硝酸鐵溶液摻雜改性后的TiO2納米