嵌碳TiO_2的快速制备及其光催化制氢特性——介绍一个材料综合实验

以TiO_2为代表的半导体光催化剂通过对太阳能的利用,有助于解决当前制约人类社会发展的能源危机与环境污染问题。本实验采用新颖的火焰辅助热解法一步制备出锐钛矿相嵌碳TiO_2微球,该制备方法可避免热处理,实验过程简单快速、无液体废弃物,绿色便捷,利用气相色谱仪测定样品的光催化分解水的产氢量。通过本实验,学生可全面了解半导体光催化剂的光催化原理、制备、表征、功能测试,同时帮助学生认识太阳能、氢能等新能源研究概况,渗透环保的理念。     

石墨炔在光催化及光电催化中的应用

长久有效地利用太阳能,是可持续发展永恒的主题。石墨炔是碳同素异形体的一颗新星,仅由sp和sp²杂化的碳原子组成,具有巨大的共轭网络和延展的二维多孔结构。独特的拓扑结构使石墨炔显示出与众不同的半导体和光学特性,表现出优异的电荷迁移率和本征带隙。因此,在太阳能的转换和利用方面具有广阔的应用前景。然而,作为一个新出现的碳同素异形体家族,石墨炔类碳材料用作光催化剂的真正潜能有待进一步探索。本文简要介绍了几种石墨炔的合成、形貌及表征方法,系统阐述了近年来石墨炔基光催化剂在污水处理、裂解水、CO₂还原以及光电催化等领域的应用及机理研究。提出了目前研究中存在的一些问题,并对未来的发展及研究方向进行了展望。