助劑修飾半導(dǎo)體光催化材料的制備及其性能研究.pdf

1、當(dāng)今世界，環(huán)境污染與能源危機(jī)已經(jīng)成為不可忽視的兩大挑戰(zhàn)。光催化技術(shù)通過(guò)利用太陽(yáng)光能礦化污染物，通過(guò)光解水產(chǎn)氫制備氫能源，通過(guò)太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能儲(chǔ)存并轉(zhuǎn)化成高密度的電能，是目前解決環(huán)境污染以及能源危機(jī)的重要手段。傳統(tǒng)的光催化材料具有低的可見(jiàn)光響應(yīng)和量子效率，嚴(yán)重制約了其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。近年來(lái)，如何提高半導(dǎo)體光催化材料的活性，以滿足實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的需求，成為光催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文主要圍繞助劑改性半導(dǎo)體催化材料的制備、表征以及性能方面進(jìn)

2、行了如下工作：
　　1.增強(qiáng)光吸收、促進(jìn)光生電荷的有效分離是目前提高半導(dǎo)體光催化材料催化性能的重要手段。本文首先通過(guò)光還原法制備 Ag-Ag3PO4復(fù)合材料，然后再通過(guò)浸漬法在Ag3PO4表面修飾Fe(III)助劑，從而制備了Ag與Fe(III)助劑共修飾的 Ag3PO4光催化材料，即 Fe(III)/Ag-Ag3PO4。結(jié)果表明：Fe(III)/Ag-Ag3PO4的可見(jiàn)光光催化性能(k=0.038 min-1)，明顯高于純相Ag

3、3PO4(0.024 min-1)以及單助劑修飾的Fe(III)/Ag3PO4(0.03 min-1)和Ag-Ag3PO4(0.032 min-1)?；谝陨涎芯拷Y(jié)果，提出Ag納米粒子和Fe(III)助劑的協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng)Ag3PO4光催化性能的機(jī)理：(1)貴金屬Ag納米粒子的等離子共振效應(yīng)可增強(qiáng)Ag3PO4材料的可見(jiàn)光吸收，產(chǎn)生更多的光生載流子；(2)Fe(III)電子助劑作為界面氧還原反應(yīng)活性位，可有效抑制光生電子與空穴的快速?gòu)?fù)合。

4、r>　　2.本文首先通過(guò)浸漬法制備了過(guò)渡金屬 MnOx-CdS復(fù)合材料，然后再通過(guò)光還原法在CdS表面修飾Pt助劑，從而制備了Pt和MnOx共修飾的CdS納米材料。以Na2S/Na2SO3溶液作為犧牲劑，在可見(jiàn)光下測(cè)定了催化材料的產(chǎn)氫性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：當(dāng)Mn的百分含量為0.5 wt％時(shí)，Pt-MnOx/CdS(Pt/CdS=1 wt%)具有最好的產(chǎn)氫性能，其產(chǎn)氫速率為535.6?mol.g-1.h-1，是純相CdS的6.0倍，單助劑修