TiO2納米片擔(dān)載Ru和Co,Mn,Fe氧化物助催化劑的光解水研究.pdf

1、在能源日益緊張的今天，尋找清潔可持續(xù)性能源成為一種迫切的需求。由于水和太陽(yáng)光的廣泛存在，因而利用光催化分解水獲得清潔的能源氫氣成為一種極具潛力的途徑。銳鈦礦TiO2因其具有廉價(jià)無(wú)毒且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)成為了應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體光催化劑，然而其一些固有的缺陷卻限制了TiO2更進(jìn)一步的發(fā)展。本論文通過(guò)合成主要暴露(001)面的銳鈦礦TiO2納米片并且在納米片上光沉積助催化劑以期望提高催化劑的光催化活性。論文的具體研究工作如下:
　　1

2、.利用Ti(Obu)4作為鈦源，以HF作為結(jié)構(gòu)調(diào)控劑，通過(guò)溶劑熱的方法合成了主要暴露(001)面的銳鈦礦TiO2納米片。經(jīng)過(guò)表征和計(jì)算確定了表面暴露(001)面的比例約為70％。此后通過(guò)光沉積的方式分別制備了Ru/TiO2和RuO2/TiO2系列催化劑，測(cè)試兩類催化劑的光催化活性發(fā)現(xiàn)Ru和RuO2納米粒子可能分別選擇性沉積在銳鈦礦TiO2納米片的不同晶面上，結(jié)合文獻(xiàn)判斷這可能是由于銳鈦礦TiO2納米片存在晶面電荷-空穴分離效應(yīng)所致。通過(guò)

3、對(duì)Ru/TiO2和RuO2/TiO2樣品進(jìn)行氧化還原處理并測(cè)試其光解水產(chǎn)氧活性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Ru物種價(jià)態(tài)發(fā)生變化后樣品的光解水產(chǎn)氧活性會(huì)大幅降低，而當(dāng)Ru物種轉(zhuǎn)變回初始價(jià)態(tài)的時(shí)候其光解水產(chǎn)氧活性又會(huì)得到恢復(fù)。這進(jìn)一步證明了銳鈦礦TiO2的晶面電荷空-穴分離效應(yīng)并且證明了不同Ru物種在光催化過(guò)程中所起作用不用。最后利用光沉積方法制備了具有高活性的雙助催化劑樣品Ru-RuO2/TiO2，為合成高活性光催化劑提供了有效途徑。
　　2.通過(guò)光沉