文档介绍：南昌大学
硕士学位论文
ZnS-ZnIn<,2>S<,4>制备与表征及其可见光催化葡萄糖制氢行为
姓名:王剑霞
申请学位级别:硕士
专业:无机化学
指导教师:李越湘
20100617
、⒈缺砻鍮等手段进行表征。对比了两种方法制备的催化剂催摘要本文用两种方法制备了复合半导体光催化剂甖,并研究了其在葡萄糖为电子给体时的光催化制氢性能和光催化降解葡萄糖的反应机理。主要可以分为以下两部分:一、用甲醇溶剂热法制备了光催化剂4呋劣蒙璧缇礢、透射电镜⒛芷譋、苌鋁、⒈缺砻鍮和电化学等手段进行表征。结果显示光催化剂甖为六方晶形,具有复杂的形态结构,如微球、微棒和微带结构。以葡萄糖为电子给体,研究了在催化剂/峡杉獯呋咸烟侵魄庑形!=峁砻鳎锰逑翟谔岣咧氢活性的同时能够降解葡萄糖。⑵咸烟浅始浓度和浓度等因素对制氢活性的影响。甖光催化剂活性比纯茫蛟谟赯表面的俳舜呋炼云咸烟堑奈剑咸糖初始浓度对制氢速率的影响符合吸附模型。采用荧光法在甖反应体系中检测到大量的·,由此讨论了可能的反应机理。二、用水热法制备了复合半导体光催化剂甖,催化剂用化活性与性质的异同。结果表明,水热法制备的催化剂甖在形态结构上与前者不同,它只有微球结构存在,没有微棒和微带结构。水热法制备的催化剂制氢活性与比表面积均小于前者,并且制氢活性与比表面积降低比例一致。另外,当水热制备催化剂结构组成为,其可见光催化制氢活性最佳。关键词:篫:复合光催化剂;葡萄糖;制氢
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,环境与能源已经成为全人类关注的重要问题。寻求洁净、绿色、可持续的新型替代能源已经迫在眉睫了。氢能是理想的替代能源之一,而利用太阳能光催化分解水制氢是最理想的方法。年状伪ǖ馈緇薚氲继宓缂槌傻墓獾缁С在水中插入一个桶氲继宥趸训缂ê鸵桓霾缂中,用紫外光对该电极进行照射,发现在二氧化钛电极上会有氧气放出,而在铂电极上有氢气放出。这一重要发现为人类开发利用光电催化开辟了崭新的途径。此后,对太阳能光催化的研究越来越深入,众多化学、物理以及材料等领域的科学家和研究学者们都置身其中。年,取】报导了在紫外光照射下,可使难降解的多氯联苯脱氯,从而开创了光催化在治理环境污染方向的新篇章。自此,以为主的环境光催化研究工作逐渐深入,并拓展到降解其它有机物污染物、金属离子和其它无机物牧煊颉随着对光催化研究的深入,到目前为止它逐渐形成了两大分支【浚禾裟茏化光催化饕J枪饨馑魄和环境光催化饕J墙到馕廴疚。环境光催化是【恳恢窒肪澄廴镜挠押眉际酰罅垦芯俊,勘砻鳎獯呋孕矶嘤谢染物都有很好的降解效率:如氯化芳烃、表面活性剂、除草剂、杀虫剂以及无机污染离子。、等,最终将它们转化为无毒的小分子化合物】,且不会产生二次污染;还能够将溶液中的重金属离子还原成金属【浚到治理环境与回收重金属的双重目的。在过去的几十年中,光催化在基础理论研究与应用研究等方面都已经取得了重大的成果【5牵胧导视τ没勾嬖谧藕芏嗖罹啵枰=徊饺ネ晟啤改进和实践【光化学反应是在光照作用下物质发生的一种化学反应。半导体光催化是当.
———————————————————————————————————————一一一当大于或等于半导体禁带宽度的光照射催化剂表面时,,半导体将光能转化为化学能,从而使得物质之间发生合成或分解的化学过程俊电子吸收了光子跃迁到导带,这样在价带上形成空穴,导带上形成了电子。缤糽一,光生电子一空穴对是光催化反应的核心【】。生成的电子与空穴会在催化剂内部发生复合;没有复合的部分运动到催化剂表面。由于光生电子具有还原性,空穴具有氧化性,因此在催化剂表面发生氧化还原反应。在这个过程中,光生电子与空穴的复合率和迁移到催化剂表面的电子空穴对是影响光催化效率的主要因素【】。光生电子与空穴会发生两种形式的复合。一种是内部复合,即分离的电子和空穴在半导体内就发生复合;另一种是表面复合,即迁移到表面的电子与空穴发生复合5缱雍涂昭ǚ⑸春希堑哪芰烤突嵬ü浠蛭薹涞姆式散失。到达半导体表面的光生电子与空穴,和吸附在催化剂表面的物质发生氧化还原反应。电子迁移的几率和速率取决于导带和价带的位置以及电子给体的氧化还原电位5焙鲜实牟痘窦粱虮砻嫒毕葑饔檬保梢种频缱佑肟昭ǖ重新复合,并使它们迁移到催化剂表面的不同位置,促进光催化反应的进行。影响光催化反应的因素有很多,其中以催化剂的晶相结构、比表面积、溶图氲继骞獯呋从υ第灰
晶相结构的影响和表面状态,因此会影响到催化剂的光催化活性。例如:存在两种构型,锐钛矿型和金红石型。锐钛矿型比金红石型的光催化活性更高,其主要