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能源短缺和环境恶化等社会问题使人类意识到氢是自然界中最理想的燃料。氢能作为二次能源,具有清洁、高效、安全、可贮存、可运输等诸多优点,受到了各国的高度重视,而直接利用太阳能光解水是制氢的重要途径之一,实现光催化分解水的关键是寻找合适的催化剂。
本文通过高温固相反应制备了KNbO3固体,利用测量样品的吸光度评估KNbO3的光催化活性,采用单因素实验确定其最佳制备条件为:烧结温度1000℃,反应物K2CO3:Nb2O5(摩尔比)1.00:1.00,烧结时间8h。XRD分析结果表明,该条件下的KNbO3为斜方晶系的钙钛矿结构,平均为41nm。
采用高温固相法制备了9种过渡金属离子(Zr4+、Ti4+、La3+、Ce3+、pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Dy3+)掺杂的铌酸钾固体,通过单因素实验分别确定Ti4+、Zr4+、La3+、pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Dy3+离子掺杂铌酸钾的最佳制备条件:K:Nb:M(M=Ti、Zr、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Dy)=1.00:0.95:0.05,反应温度为800℃,反应时间为10h;Ce3+掺杂铌酸钾的最佳制备条件:K:Nb:Ce=1.00:0.90:0.10,反应温度为800℃,反应时间为10h。结果表明,过渡金属离子掺杂有助于吸光度的增加,尤其是有利于样品对可见光的吸收。当过渡金属离子掺杂量较大时,会影响铌酸钾样品的禁带结构。
XRD分析结果表明过渡金属离子掺杂后并不改变样品的晶体结构,掺杂后的样品仍然具有斜方晶系的钙钛矿结构。
通过浸渍Ni(NO3)2的方法在样品表面负载NiO以对样品进行表面改善,结果发现负载后的样品其吸光度并没有提高。