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进入二十一世纪以来,能源问题日益严重,半导体光催化技术可以有效地缓解问题。二氧化钛因表面光生载流子易复合,缺少界面催化反应活性位点,导致催化活性低,应用受到很大限制。本文采用双助剂协同修饰二氧化钛,提高其光催化制氢性能,开展了两方面探索工作:(1)MoSx-rGO/TiO2光催化材料的光还原法制备及其制氢机理研究;(2)MoSx-MnOx/TiO2光催化材料的光还原法制备及其制氢机理研究。具体研究工作如下:第一,采用两步光还原法,将石墨烯(GO)还原成还原石墨烯(rGO),负载在TiO2表面,形成rGO/TiO2材料;然后在rGO上光还原(NH4)2MoS4,形成无定形MoSx修饰的rGO/TiO2,即高效的MoSx-rGO/TiO2光催化材料。光催化制氢结果说明:双助剂修饰的半导体材料MoSx-rGO/TiO2(0.5 wt%)光催化制氢性能达到206.6μmol h-1,分别是TiO2、rGO/TiO2(1 wt%)和MoSx/TiO2(0.5 wt%)的30.9、6.3和1.4倍;并且在多次制氢过程中,催化性能保持稳定。MoSx-rGO/TiO2光催化的机理:rGO作为电子助剂快速转移TiO2的光生电子,促进界面电荷转移;无定形MoSx提供活性位点,加快TiO2界面催化反应,提高MoSx-rGO/TiO2光催化材料的制氢性能。第二,采用两步光还原法,先将KMnO4还原成MnOx,负载在TiO2表面,形成MnOx/TiO2材料;然后在TiO2表面光还原(NH4)2MoS4,形成无定形MoSx修饰的MnOx/TiO2,即高效的MoSx-MnOx/TiO2光催化材料。光催化制氢结果说明:双助剂修饰的半导体材料MoSx-MnOx/TiO2(0.5 wt%、0.05 wt%)光催化制氢性能达到225.3μmol h-1,分别是TiO2、MnOx/TiO2(0.05 wt%)和MoSx/TiO2(0.5 wt%)的168.1、3.9和1.5倍;并且在多次制氢过程中,催化性能保持稳定。MoSx-MnOx/TiO2光催化的机理:MnOx作为空穴助剂快速转移TiO2的光生空穴,促进界面电荷转移;无定形MoSx提供活性位点,加快TiO2界面催化反应,提高MoSx-MnOx/TiO2光催化材料的制氢活性。