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光解水制氫光催化劑的研究

鉭酸鹽atao3 (a = li,k),a2srta2o7 nh2o (a = h,k,rb)晶體結構相似,但都有八面體TaO6的共性。Kato H .等人研究了鉭酸鹽系列的LiTaO _ 3、Natao _ 3和KTaO3 _ 3的光催化活性,發現未負載的LiTaO _ 3和Natao _ 3在紫外光照射下均取得了良好的光催化效果,而負載NiO的Natao _ 3在紫外光照射下分解水的活性顯著提高,量子效率達到28%。但是,當LiTaO3和KTaO3負載NiO時,它們的光催化活性下降,這可以用鉭酸鹽的導帶位置來解釋。NataO _ 3的導帶位置高於NiO,因此在NataO _ 3導帶中產生的光生電子很容易轉移到NiO的導帶中,從而增強了電子和空穴的分離,提高了光催化活性。KTaO3的導帶位置低於NiO,不能產生這種效應。然而,LiTaO _ 3負載NiO後,Li+摻雜到NiO中,導致NiO催化劑失活,降低了LiTaO _ 3的光催化活性。工藤壹發現了堿金屬,

堿土金屬鉭酸鹽作為紫外光分解水的催化材料,在空載條件下表現出高活性。摻雜La後,NiO/NaTaO3的活性最高。Ikeda等人用水熱法合成了Ca2Ta2O7、Na2Ta2O6和K2Ta2O6,並將負載NiO的Ca2Ta2O7和純Ca2Ta2O7分別放入0.1 mmol dm3 NaOH溶液中。到反應結束時,發現NiO/Ca2Ta2O7比純Ca2Ta2O7節省6小時,並在反應前後通過XRD進行分析。比較NiO/Na2Ta2O6、NiO/ K2Ta2O6和NiO/ Ca2Ta2O7發現,NiO/ Na2Ta2O6和NiO/K2Ta2O6比NiO/ Ca2Ta2O7具有更強的催化能力,這可能是因為Ca2Ta2O7的能隙比Na2Ta2O6和K2Ta2O6窄,或者是因為Ca2Ta2O7。Yoshioka K .等人研究了SrTa2O6、SRT A2O9、Sr5Ta4O15、Sr2Ta2O7對水的催化活性,發現其催化活性為Sr 2 ta 2 o 7 >;Sr 5 ta 4 o 15 & gt;SrTa2O6 & gtSr4Ta2O9,這主要是由於它們的晶體結構不同。ZnSeS化合物可以形成具有窄能隙的固溶體。許雲波等人用化學沈澱法制備了摻雜銅和銦的ZnSeS光催化劑。發現當ZnSeS中Cu和In的摩爾分數為2%時,其光吸收性能最好,最大吸收邊移至700nm。在紫外光照射下,光催化分解水中氫氣的量子效率達到4.83%。該催化劑具有良好的熱穩定性和光穩定性,反應100h h後其制氫性能不衰減。立方晶型的Znln2S4具有2.3eV的帶寬、可見光響應特性和良好的穩定性,可用作光催化材料。采用水熱合成法制備了具有高比表面積的立方尖晶石結構的Znln2S4,負載2%Pt後,在0.43 mol/l LNA2S-0.5 mol/l Na2SO3溶液中最大產氫速率可達213 &;微觀;摩爾/小時.Kudo A .等發現AgInZn7S9在不加Pt助催化劑的情況下,可被可見光激發,從含SO32-或S2-的水溶液中制氫;負載Pt後催化活性更好,最大產氫率可達970 & micro;摩爾/小時.楊制備了Zn0.957Cu0.043S和Zn0.999Ni0.001S,其中

Zn0.957Cu0.043S在可見光照射下,來自K2SO3和Na2S。

H2從水溶液中釋放出來,Zn0.999Ni0.001S在N2流和770K K熱處理下也能從K2SO3和Na2S水溶液中釋放出H2..文等配制C60水溶液,與Zn0.999Ni0.001S混合,用氣相色譜跟蹤反應。發現釋放的氫氣量是沒有C60時的四倍以上。由於C60是壹種強電負性物質,當與Zn0.999Ni0.001S混合時,可以作為電子的淺勢陷阱,有效地抑制了電子和空穴的復合,從而促進了反應的進行。

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