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本世纪人类将面临化石能源短缺给全球经济和社会发展带来的严重挑战，氢能有望成为可替代能源而倍受国际社会的普遍关注。本文合成了一类新的纳米半导体-分子筛(CdS/Al-HMS)复合型光催化先进材料，并将其应用于太阳能可见光光催化制氢的探索性研究。
论文对纳米半导体-分子筛复合型催化剂的制备及光催化分解水制氢领域的国内外研究现状进行了较为详细的综述。制备了Cr、Ti、Al掺杂的HMS介孔分子筛。利用Al-HMS分子筛孔道限域生长CdS量子点的方法合成了CdS/Al-HMS复合催化剂。对CdS/Al-HMS复合催化剂进行Pt和Ru负载，合成了贵金属负载的Pt/CdS/Al-HMS、Ru/CdS/Al-HMS两类催化剂。通过XRF、N2吸附-脱附、XRD、TEM、IR和UV-Vis手段对该类分子筛催化剂系统地进行了表征。XRD结果表明，CdS组装进Al-HMS分子筛孔道后在谱图2θ=2°～4°区域出现(100)晶面的特征衍射峰，表明孔道修饰后的催化剂保持了原有的Al-HMS分子筛类六方或蚯蚓状的孔道结构。N2吸附-脱附结果表明，当纳米CdS嵌入Al-HMS孔道后引起Al-HMS的比表面积下降。同时，UV-Vis漫反射光谱发生蓝移，TEM结果表明，纳米CdS的粒径约3nm左右。
考察了以甲酸作为牺牲剂体系条件下，各种催化剂在紫外及可见光条件下的光催化分解水产氢性能。在紫外光照射下，Cr掺杂的Cr-HMS催化剂在Cr/Si=0.009时具有最高的紫外产氢活性，Ti掺杂的Ti-HMS分子筛催化剂在Ti/Si=0.043时产氢活性最高；在可见光照射下，CdS/Al-HMS类复合催化剂的产氢最高速率为0.58ml·gcatal-1·h-1,420nm处的表观量子产率为0.39％。Pt/CdS/Al-HMS和Ru/CdS/Al-HMS催化剂的最高产氢速率分别为22.3ml·gcatal-1·h-1和25.9ml·gcatal-1·h-1,420nm处的表观量子产率分别为11.6％和11.8％。