3光催化分解水材料研究總結全解(參考版)
2025-08-08 00:51本頁面
【正文】 所以，利用海水制氫有著重要的研究意義，這對于淡水資源和土地資源日益稀缺的我國來說尤為重要。然而自然界中，淡水只約占全球水儲量的 ％，可被人類直 第 12 頁 共 13 頁 接利用的還不到 1％，所以淡 水是非常寶貴的資源。 在光催化制氫反應體系方面。尋找本身具有較高的氫生成活性中心的光催化劑，則無需負載 pt 等貴金屬也可實現(xiàn)光解水制氫。通過摻雜的方法，可以拓展 tio：光催化劑對光的響應，但催化 效果并不理想，特別對于光解水制氫氣與氧氣體系。 五、結語與展望 近 10年來，雖然 ti02光催化研究取得長足進展。前驅(qū)體分別在空氣和氮氣下焙燒，制得兩種 cds／ zno 復合光催化劑。此外，復合半導體的晶型結構也使光催化活性得到提高。 lv 等 1261 研究了鉍、碳和氮共摻雜的tio：，發(fā)現(xiàn)共摻雜 tio：不但提高了電子和空穴的分離效率，而且增強了催化劑對光的吸收，光吸收帶邊紅移，光催化活性提高。 近來人們又進行金屬離子，非金屬離子共摻雜的方法 進一步提高光催化劑的活性。s、 n 共摻雜也可促使 tio：可見光響應。 n在 ti02中以分子 n2的化學吸附取代基 n兩種形態(tài)共存，它們都加強了可見光的效應，使 n— tio：具有較高的光催化制氧活性。相對于金屬離子摻雜，非金屬離子摻雜光催化劑的研究較少。主要是因為其具有較大的表面積和納米結構。納米半導體比常規(guī)半導體光催化活性高得多，原因在于量子尺寸效應使其導帶和價帶能級變成分立能級，能隙變寬，導帶電位變得更負，而價帶電位變得更正，這意味著納米半導體粒子具有更強的氧化 第 10 頁 共 13 頁 或還原能力。本文主要介紹了光催化劑納米化、離子摻雜、半導體復合。為了提高光催化劑光量子效率，人們開始轉(zhuǎn)向?qū)獯呋瘎┻M行改性。在 440nm的量子產(chǎn)率達到了 ％ .把可見光拓展到了 520nm。 akihikokudo及其合作者將 pt／ srti03：rh與 biv04， bi2m006等作為光催化劑 .fe2+/fe3+為電荷傳遞體。該體系的作用機理類 第 9 頁 共 13 頁 似于光合作用的 “z” 模型。由于 bi6l 和 ag4d 軌道與 02p 軌道耦合，使得半導體價帶的位置提高，降低了帶隙寬度?；钚愿哂趥鹘y(tǒng)固相法合成的 biv04。5h20 水溶液在室溫下攪拌。 biv04 的合成是把 k3v50l4。和 agnbo3，等催化劑在可見光下都具有較好的活性。 利用 o2p 軌道與其他軌道雜化形成連續(xù)能級的價帶有利于光催化 活性的提高。 rh 摻雜的 srtio，在甲醇水溶液中產(chǎn)氫的量子產(chǎn)率為 ％（ 420nm）。 cr3+形成的施主能級位于半導體禁帶中。離子摻雜的光催化劑引起研究者比較廣泛的關注。這可能是由于 cds被激發(fā)了的電子注入到 tio：空的導帶中（圖 4），從而增加了電子和空穴的有效分離，提高了光催化效率。在 cds納米粒子表面浸漬巰基乙酸（ maa）可以從 2 一丙醇水溶液中光催化制氫。上官文峰等合成了具有層間復合結構的 cds— ktinb05， cds— 等納米復合 材料，其光催化活性高于單一的 cds光催化劑。在可見光下高效制氫的同時能夠?qū)喠蛩岣x子氧化成硫酸根離子和連二硫酸根 .產(chǎn)氫速率為 ／h。 thewissen 等將 cds 上負載 ruo2 在可見光下將 h2s 分解成氫氣和 s。 人們采取了許多措施來抑制光腐蝕的發(fā)生。雖然硫化物作為光催化劑容易產(chǎn)生光腐蝕。 ecb 和 h+vb 能夠把水分解成氫和
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