金屬有機框架模板法制備二硫化鉬復合材料及光催化分解水產氫研究.pdf

1、自1972年Fujishima和Honda等人首次報道Pt-TiO2電極上的水光解現象以來，半導體作為水分解催化劑的應用受到廣泛關注，此類研究中催化劑的合成尤為重要。金屬有機框架（MOFs）材料可以作為模板合成形貌可控、孔洞均勻、比表面積大的結構，在催化材料的制備方面逐漸展現出諸多優(yōu)勢。近年來，二硫化鉬因具有超高的催化活性和低廉的造價而頗具競爭力，與其他材料的復合迅速成為研究熱點。為了解決二硫化鉬基材料尺寸太大和活性位點不夠的問題，本文

2、選擇兩個經典的MOFs結構為模板合成得到基于二硫化鉬的復合材料，并將其應用于光、電催化分解水產氫的研究，證明MOFs作為模板能夠實現二硫化鉬基復合催化材料的可控合成，為此類材料的實際成產提供理論依據和研究基礎。具體工作內容如下：
　?。?）利用NH2-MIL-125（Ti）為前驅體，與硫脲、鉬酸鈉在高溫下制備出水熱法得到花狀的多孔 MoS2@TiO2三維復合光催化劑，接著全面分析其結晶類型、微觀結構、組成元素及價態(tài)，并對其光學性質

3、和電學性質進行研究。在與光敏劑熒光素（Fl）和犧牲劑三乙醇胺（TEOA）共同構筑成三組分光催化體系后，考察了該催化體系的光催化產氫性能。此外，文章對影響體系產氫活性的因素進行篩選，證明在熒光素為光敏劑，10 vol％TEOA，丙酮與水1:3，pH=11，14.6 wt%MoS2的條件下，該催化劑的產氫速率極高，可達10046μmol h?1 g?1。同時，文章對產氫體系的穩(wěn)定性和電子傳輸過程進行較為深入的探究：循環(huán)產氫實驗表明，該復合光

4、催化劑具有良好的產氫穩(wěn)定性，經歷三次共33小時的循環(huán)后，體系的產氫效率并無明顯變化；一系列穩(wěn)態(tài)熒光和熒光壽命測試證明，在經過可見光激發(fā)后，光敏劑通過還原猝滅將電子傳遞給催化劑，進行催化產氫反應。
　?。?）利用金屬（Ni，Zn，Cu）摻雜的 ZIF-67（Co）前驅體與硫脲、鉬酸鈉合成并篩選得到孔洞結構豐富的三維Cu0.9Co2.1S4-MoS2復合光催化劑，并對其進行一系列表征。該催化劑可以在純水相中進行穩(wěn)定催化，避免了使用有機