文档介绍：肂以二氧化钛为基质的催化剂的研究综述聿温邻君杨晓奕蕿(北京航空航天大学,北京,100191)薅摘要:本文系统地介绍了关于光致水解制氢气的催化剂的近期研究进展。从以下几个提高催化活性的方向:贵金属负载、离子掺混、染色光敏化处理、复合半导体及化学牺牲剂等,结合最新的研究成果,总结各种改善高催化活性思路的科研进展,系统地比较各个方法的特点,提出自己的看法。并展望该领域未来的发展。肃关键词:TiO2、光催化水解制氢、催化剂改性技术、电子-空穴、牺牲剂、量子效率蒂Abstract:Thispaperreportstherecentdevelopmentsinphotocatalyticwater-:noblemetalloading,iondoping,,:TiO2,photocatalyticwater-splittingforhydrogenproduction,photocatalystmodificationtechniques,electron莅-role,sacrificialreagents,quantumefficiency膅薀莈肆1972年Fujishima和Honda发现在TiO2电极上光催化分解水的现象,这标志着光能催化利用的研究进入了一个新的阶段。[羂[1]FujishimaA,.(1972)238,37]基本原理为:二氧化钛在受到能量相当于或高于它的禁带宽度()的光(波长小于367nm)辐照时,晶体内的电子受激从价带跃迁到导带,在导带和价带分别形成自由电子和电子空穴,水在这种有极强的氧化还原能力的电子-空穴对的作用下发生电解,生成H2和O2。后来研究发现,在元素周期表过渡区的半导体物质大都具有类似的性质,如CdS、SiC等也被证明有催化活性。[袂[2],JHydrogenEnergy23(6)(1998)427–38.]三十多年来,随着人们在此基础上的研究不断展开和深入,对各种半导体材料光催化剂特性的认识也不断深入。螇到目前来说,TiO2凭借其无毒无味、化学结构稳定、光谱响应范围较宽及较为廉价等特性,仍是应用最广的光反应催化剂,在水解制氢及污水/空气净化等领域,都取得了很大的进展。但TiO2较低的催化效率,及其对可见光极低的响应能力,都限制了其应用。人们为了其催化活性的提高,做出了不懈的努力,并且已经得到了多种改善其催化活性的有效方法。螆近年来,有多项关于新型催化剂改造方法的科研成果发表,给这片科研领域带来了很多惊喜,也给我们带来了更多的启示。羃提高催化剂活性的方法总体上可以分为两类:“催化剂改性技术”和“化学牺牲剂法”。[肁[3]MengNi,,,-splittingusingTiO2forhydrogenproduction/RenewableandSustainableEnergyReviews11(2007)401-425]催化剂改性技术,是指通过各种手段,改造其微观结构,从吸光特性方面提高其催化活性,主要包括:贵金属负载、离子掺混、染色光敏化、复合半导体;化学牺牲剂法,是指通过在反应系统中添加前躯物,作为牺牲剂,直接参与反应,从化学反应动力方面提高能量转化效率,最常用的是直接在反应溶液中添加甲醇、乙醇、EDTA等有机物。蒁催化剂改性技术的研究进展薇金属负载肅常用的大多为贵金属,包括Pt、Au、Pd、Rh、Ni、Ru和Ag等,已经被证明对于增强二氧化钛的催化活性很有效。经过浸渍还原、表面溅射等方法可以使这些贵金属形成原子簇沉积在TiO2的表面上。因为这些贵金属的费米尔等级比