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。     

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。