可見光響應氮（氧）化物光催化-光電化學分解水活性的研究.pdf

1、通過直接利用太陽能光催化分解水制氫，對于解決目前人類面臨的能源和環(huán)境危機具有重要意義。大部分傳統(tǒng)的光催化劑只能響應紫外光，而紫外光在太陽光能譜中所占份額遠遠小于可見光，因此開發(fā)可見光響應的光催化劑有重要意義。
　　為了開發(fā)高效的可見光響應的光催化劑，本文采用高溫固相還原法制備了系列氮（氧）化物,并對其進行表征,研究其光催化性能。主要研究工作及成果有：
　?。?）在制備過程中，研究了1500℃高溫預處理Ta2O5進行對制備Ta

2、ON和Ta3N5的影響，同時考察了Mg，Zr摻雜Ta3N5和BaTaO2N的制備條件，并通過電泳沉積法制備出了以FTO為基體的不同的光電極薄膜材料。
　?。?）對制備得到的樣品進行了XRD，UV-Vis以及SEM等相關表征。結合表征數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過高溫預處理Ta2O5制備的TaON和Ta3N5的粒子的粒徑明顯變大，說明高溫使粒子發(fā)生了某種程度聚合,而且其吸收邊均拓展到可見光區(qū)，可以響應可見光。Mg，Zr摻雜的Ta3N5和BaTaO2

3、N的吸收邊出現(xiàn)明顯的藍移，這表明摻雜改變了二者的帯隙。
　　（3）在三電極分解水體系中考察了其光催化活性。結果表明，經(jīng)過高溫預處理Ta2O5制備的光電極活性高于那些未經(jīng)高溫處理粉體制備的電極。對光電極材料進行了后處理和負載助催化劑等后期修飾處理，測試結果表明，經(jīng)過后處理的光電極的光催化活性獲得了明顯的提高。這可能是因為后處理促進了光生-電子的分離和遷移速率，可以明顯提高光電極的光電化學活性。負載助催化劑也對對其光催化活性有促進作用