CuAlO2的合成及其复合催化剂的光催化性能

以硝酸铜和硝酸铝为原料,草酸为铜离子的沉淀剂,半湿法制得前驱体,再于氮气气氛下热处理形成了铜铁矿结构的CuAlO2。对样品进行热失重(TG),X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射(UV-Vis-DR)及透射电镜(TEM)表征分析,探讨了CuAlO2的形成过程。结果显示,随着热处理温度的升高,含铜物质经历了由CuO、Cu2O到CuAl2O4,再到CuAlO2的变化历程;制得的CuAlO2晶体结晶完整性较好,直接禁带宽度为3.1 eV左右。用沉淀复合的方法制备出了n-p异质复合型光催化剂WO3-CuAlO2、TiO2-CuAlO2和ZnO-CuAlO2,对复合催化剂进行了XRD和TEM表征分析,并测试了复合催化剂的光催化活性。结果表明,上述催化剂均由两种物相复合而成,且在紫外光的照射下均可分解纯水放出氢气。     

CoO/SrTiO3的合成及光催化分解水制氢性能

通过添加碱金属化合物矿化剂,以Sr(NO3)2和钛酸四丁酯的水解产物TiO(OH)2为原料进行固态反应,制得结晶完整性较好的SrTiO3粉末.再由浸渍法负载CoO,制备出光催化分解水催化剂CoO/SrTiO3,在400 W高压汞灯照射下,产氢速率可达到480μmol•g cat－1•h－1. SEM、UV-Vis漫反射光谱表征结果显示,合成SrTiO3时加入KOH矿化剂可使固态反应完全,SrTiO3结晶完整性提高,进而促进其光催化活性提高.确定了适宜的KOH矿化剂用量为2.0％(w).     

Co-SrTiO3上光催化分解水制氢的性能研究

氢能在使用过程中不会给环境带来任何污染,是未来最理想的能源。但目前的氢气生产方法能耗较高,同时伴随着严重的环境污染,显然不适合大规模生产能源用氢气。洁净化生产氢气方法的开发备受世人的关注,吸引了大量的科研人员从事这方面的研究。其中以半导体氧化物为催化剂,光催化分解水制氢被认为是最有前途的方法。经过几十年的努力,取得了很大的进步,先后开发出在紫外光照射下可以将蒸馏水分解为氢气和氧气的光催化剂,如TiO2犤1犦、SrTiO3犤2犦、Na2Ti6O13犤3犦、BaTi4O9犤4犦、K2La2Ti3O10犤5犦、K4Nb6O17犤6犦、ZrO2犤7犦等;可见…     

过渡金属改性的Pd/TS-1催化氢、氧直接合成H_2O_2的性能

利用等体积浸渍法制备了M-Pd/TS-1(M=Ce,La,Pt,Fe,Co,Ni,Cr,Mn,Zn,Cd,Cu)系列催化剂,并将制得的催化剂用于常压下氢、氧直接合成过氧化氢的反应。考察了M的类型及负载量对M-Pd/TS-1催化剂催化性能的影响。结果表明,M选Ce时,催化剂的性能最好。Ce的最佳掺入量,n_(Ce)/(n_(Ce)+n_(Pd))=0.5%。对Ce改性与未改性的催化剂进行了TEM及静态化学吸附分析,结果表明,掺入Ce可使Pd在TS-1分子筛表面的粒度及分散度得到改善。考察了n_(O_2)/n_(H_2)比,气体流量,反应时间等反应条件对H_2转化率、H_2O_2选择性及收率的影响。在相对优化的工艺条件下,即n_(O_2)/n_(H_2)=3,气体流量为25 mL·min~(-1),反应时间为3 h时,H_2O_2,的收率可达到25.7%,TOF值为18.7 mol·mol~(-1)·h~(-1),此时溶液中H_2O_2的质量百分数为0.8%。     

锌掺杂对SrTiO_3光催化性能的影响

制备了锌掺杂的SrTiO3光催化剂,测试了掺杂样品在400 W高压汞灯照射下,分解纯水制氢的活性。考察了锌的掺杂量及样品的焙烧温度对其光催化活性的影响,并对掺锌与未掺杂样品进行了XRD、UV-vis、XPS及SEM表征分析。结果表明,Zn掺入可显著提高SrTiO3的光催化活性,适宜的锌掺杂摩尔分数为1%左右,相应的掺杂量下,适宜的焙烧温度为950℃左右,上述条件制得掺锌SrTiO3的产氢速率较未掺杂样品提高了120%左右。表征结果显示,掺摩尔分数1%的锌未改变SrTiO3的晶体结构及结晶完整性,但样品表面发生了锌的富集,而且在一定的掺杂范围内,锌掺杂使SrTiO3催化剂的粒度有所增大。推测掺入的Zn与存在于SrTiO3表面的富钛相反应生成Zn2TiO4,使SrTiO3表面的缺陷浓度降低,光催化活性提高。     

CoO/CaTiO3的制备及其光催化分解水的性能

 以碱金属化合物为矿化剂,以Ca(NO3)2和钛酸丁酯的水解产物TiO(OH)2为原料进行固态反应,制得CaTiO3粉末,再由浸渍法负载上CoO,制备出新型光催化分解水的催化剂CoO/CaTiO3. SEM, XRD和UV-Vis漫反射光谱表征结果显示,加入NaOH矿化剂可使固态反应完全,提高CaTiO3的结晶完整性. 适宜的NaOH用量为1.5%. 在400 W高压汞灯照射下,该催化剂在0.008 mol/L的Na2CO3溶液中分解水的产氢速率可达到468 μmol/(g·h).     

光催化分解水制氢用二元半导体光催化剂

光催化分解水制氢被认为是解决能源问题和环境问题的有效方法,但目前的光催化效率仍然较低,结合使用2种半导体物质是提高光催化活性的一种有效途径。本文分两种类型阐述了已报道的用于光催化分解水制氢反应的二元半导体体系。一种为将2种半导体复合于一体,另一种为将2种半导体分散加入到光催化反应液中的Z型体系。基于肖特基模型探讨了2种半导体复合于一体的二元体系的光催化作用机制,指出p型半导体和n型半导体复合制得的光催化剂更能很好地发挥各半导体的光催化氧化性能和光催化还原性能。分析了Z型体系的优点和缺点,指出对于Z型体系的放氢催化剂和放氧催化剂也可以分别再进行二元复合改性,以抑制光激发载流子的复合,提高整个体系的光催化效率。     

CuCrO2的合成及其复合催化剂的光催化性能

以硝酸铬和硝酸铜为原料,通过半湿法经两种不同路径合成了CuCrO₂半导体物质。分别采用热重-差示扫描（TG-DSC）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射（UV-vis DR）、扫描电镜（SEM）及X射线光电子能谱（XPS）对样品进行了表征分析。确立了以氨水为Cr³⁺沉淀剂制得的氢氧化铬沉淀中加入硝酸铜溶液是合成CuCrO₂较适宜的路径。借助TG-DSC和XRD的分析结果确立前驱体在热处理的过程中,含Cr物相的变化历程为Cr（OH）₃ → CuCrO₄ → CuCr₂O₄ → CuCrO₂。通过机械研磨的方法合成了CuCrO₂-WO₃和CuCrO₂-ZnO复合型催化剂,对其进行了XRD、SEM和XPS表征分析,并测试了复合催化剂的光催化活性。结果表明,与单独使用CuCrO₂相比,无论是以高压汞灯,还是以氙灯为光源,CuCrO₂-WO₃和CuCrO₂-ZnO的光催化产氢活性都有显著提高。     

WO3的水热合成及其与CuCrO2复合后的光催化产氢性能

以H40N41W12·xH2O为钨源,硫酸为酸化剂,通过水热法合成前驱体,经一定的热处理后制得单斜晶系WO3,再将WO3与p型半导体物质CuCrO2复合后得到的WO3-CuCrO2复合催化剂用于光催化分解纯水产氢的实验.通过对所得WO3样品的X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DR)光谱分析及光催化活性测试,分别考察了硫酸用量、硫酸铵等量替代硫酸及后期热处理过程对制得WO3的形貌、尺寸及光催化性能的影响.结果表明:当硫酸用量为6.8 mmol且硫酸铵等量替代2.7 mmol硫酸时得到的WO3性能较优,其粒径较小,分散较为均匀,以其制得的WO3-CuCrO2复合催化剂光催化产氢活性较高,后期热处理过程对WO3样品晶型、形貌、吸收光的性能及复合样品WO3-CuCrO2的光催化性能有很大的影响.