不同氣氛下NaNbO3光催化劑的制備、表征和光解水制氫性能的研究.pdf

1、Preparation，characterizationandphtoeatalytichydrogenevolutionofNaNb03underdifferentatmospheresADissertationSubmittedtoTheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceBy

2、ChenWanaSupervisor：AssociateProfLiGuoqiangMay2014摘要2l世紀以來，環(huán)境污染和能源問題是人類要面臨和需要解決的兩大難題。氫氣是一種高效清潔的綠色能源，作為燃料具有原料豐富、燃燒值高、燃燒產(chǎn)物潔凈無污染等優(yōu)越特性被譽為“未來的石油”。氫氣的這些高容能量和環(huán)境友好的特性被廣泛的關(guān)注并研究應(yīng)用于解決能源危機。利用太陽能實現(xiàn)半導(dǎo)體的光催化分解水制氫技術(shù)成為目前實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要方法之一。鈣鈦礦氧

3、化物NaNb03具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)：鐵電性、壓電性、光折射性能、光催化等特性，而光催化的性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于分解水制氫實現(xiàn)新能源的開發(fā)和環(huán)境的凈化，是具有良好開發(fā)前景的綠色環(huán)保光催化材料。本文采用高溫固相法在不同的氣氛air，H2／Ar，02中合成了一系列NaNb03光催化材料。通過XRD、Raman、SEM、uVvis和XPS對所制備的催化劑的相結(jié)構(gòu)、形貌特征、光學(xué)吸收性質(zhì)以及元素價態(tài)進行了表征，并且詳細研究了其光催化活性?？疾炝瞬?/p>

4、同的負載方法以及不同的氣氛對催化劑分解甲醇水溶液活性造成的影響。研究了合成材料的比例和反應(yīng)條件對催化劑的結(jié)構(gòu)特征和光催化特性的影響，并通過對合成樣品光催化分解水活性的測試來得到制備樣品的最佳條件，主要研究結(jié)果如下：1按照摩爾比Na／Nb=105混合原料Na2C03和Nb205，均勻混合后，在空氣中8000C預(yù)燒4小時，再通入不同的氣體air，H2／Ar，02在9000C下保溫4小時，得到正交晶系鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的純物相NaNb03。不同的方法

5、負載金屬Pt對NaNb03光催化材料活性有著很大的影響。光沉積法負載金屬Pt因其分散度高和落位有效能夠迅速的把Pt4完全還原成金屬Pt，更快的促進電子空穴的有效分離，在光解水的效率上要明顯的優(yōu)于浸漬法。通過XPS分析可知，不同的加熱氣氛導(dǎo)致NaNb03樣品產(chǎn)生了不同量的氧空位缺陷，導(dǎo)致三種氣氛中制各的NaNb03樣品的光解水產(chǎn)氫活性大小順序為airH202。相對于一般在空氣中制備的樣品，在氧化性氣氛(02)和還原性氣氛(H2)中制備得到