基于MOFs材料光催化分解水制氢的研究进展

“双碳”目标的提出让氢能热度持续攀升，制氢技术突破是氢能连接能源消费终端的关键桥梁，光催化分解水制氢技术是实现太阳能低碳转化的有效途径。其中，利用具有比表面积和孔隙率高、结构可调、活性位点丰富等优势的金属有机框架（MOFs）材料光催化分解水制氢是近年来的研究热点。该文综述了国内外基于MOFs材料光催化分解水制氢体系中半导体复合、金属离子掺杂、敏化剂修饰和贵金属负载等方法的改性原理、技术难点和制氢效果等，重点阐述比较了上述MOFs改性方法在抑制光生电子空穴对复合、优化MOFs禁带宽度和增加MOFs活性位点等方面的作用，提出了未来MOFs光催化分解水制氢可深入新型MOFs材料开发、敏化剂修饰工艺优化、拓展先进表征手段的研究方向。     

太阳能光催化分解水制氢研究进展

利用太阳能分解水制备氢气是一种将太阳能转换成氢能的有效方式。介绍了太阳能光催化分解水制氢的原理,综述了近年来国内外太阳能分解水制氢催化剂的研究进展,介绍了贵金属负载、离子掺杂以及复合半导体等技术对催化剂进行修饰和改性处理的技术及其影响,并展望了未来太阳能光催化分解水制氢催化剂的发展方向。     

钙钛矿光催化分解水制氢技术进展

光催化产氢为解决日益严重的环境污染和不断加剧的能源危机等问题提供了新思路。钙钛矿因其优越的光电特性已成为太阳能制氢催化材料的研究热点。概述了钙钛矿的结构特性，阐述了钙钛矿光催化制氢原理，总结了3种钙钛矿制氢系统即光催化剂颗粒悬浮系统、光电化学系统、光伏驱动电化学系统的制氢原理及研究进展。未来，迫切需要探索新的半导体基光催化剂、改善光生电荷分离的新策略以及气体分离的新材料和新技术。同时，先进的表征技术尤其是原位和超快光谱分析方法，对于解释水分解反应的机理至关重要。     

红磷光催化材料的研究进展

红磷作为一种可见光响应的半导体光催化剂，具有廉价易得、化学性质稳定、低毒以及合适的带隙等优点，但也存在商业红磷比表面积小以及光生电子-空穴对复合严重等问题，需要对其进行改性以提高光催化性能。本文着重评述了红磷在形貌调控、表面修饰、复合调控和构建异质结等改性手段方面的研究进展以及改性催化剂在降解有机污染物、分解水制氢等方面的应用。最后指出未来的研究方向在于同时用多种手段改性、拓展红磷在光催化领域的应用和深入进行机理探索等方面。     

MoS2环境能源光催化材料研究现状

MoS_2材料具有合适的能带间隙,适用于可见光激发降解环境修复、分解水制氢的光催化剂材料,引起了广泛的研究关注。传统的MoS_2材料的光生电子-空穴对复合快,活性边缘位点的数量有限,光催化剂的分离和回收困难。因此,目前很多研究聚焦于通过调控结构、组成,以增强光催化活性,以及从反应介质中分离光催化剂的方法。本文对基于MoS_2的光催化剂的改性及在各种光催化应用中的最新发展进行了综述。     

新型光解水制氢催化剂及研究进展概述

文章主要介绍了能够用来太阳能光催化分解水制氢的几种新型光催化剂,比如钛酸盐、钽酸盐等,并提出提高光催化剂反应活性的途径,开辟出利用太阳能光解水制氢的研究道路,旨在更好的促进太阳能光催化分解水制氢发展,为人类社会生产发展提供更多清洁能源。     

纳米CdS的制备及催化分解水制氢的研究进展

CdS作为典型的光催化半导体材料已经得到广泛的应用,然而,CdS存在光稳定性差、易发生光腐蚀以及产氢速率低等缺陷,限制了CdS的应用。本文综述了制备纳米CdS光催化剂的方法及其在光催化分解水制氢中的应用。     

石墨相氮化碳与半导体光催化剂复合研究进展

叙述了近年来国内外石墨相氮化碳(g-C_3N_4)与半导体复合光催化剂的制备方法、提高其光催化活性途径及常见复合催化剂的研究进展,以进一步揭示在半导体光催化剂复合研究中所面临的主要难题及今后改进措施,认为应继续采用多种手段共同改性g-C_3N_4光催化剂,以便提高其光催化高效性及稳定性;研究其它不同修饰剂对g-C_3N_4的光吸收和光催化协同效应机理、光生电子与空穴在修饰条件下发生分离的物理机制;进一步探索g-C_3N_4光催化全解水反应机制,为g-C_3N_4在处理水中污染物、治理空气污染物、光解水制氢等领域提供更多的应用前景。     

合肥研究院光催化制氢材料研究取得进展

正近日,中国科学院合肥物质科学研究院应用技术研究所先进材料中心研究团队,在金属/半导体复合光催化制氢材料研究方面取得了新进展。光催化可实现太阳能到化学能的转化(如光催化分解水制氢),是获取新能源的理想途径之一,开发宽光谱响应、高载流子分离效率的光催化材料,是实现太阳能高效光化学转化的前提和基础。研究人员制备了具有不同AuCu原子     

理化所光催化分解纯水研究取得进展

正氢气是一种理想的能源载体,能量密度高,而且氢气燃烧不会对环境造成污染。利用太阳能光催化分解水制氢是解决人类能源问题的重要途径。Cd S因其适合的能带位置以及带隙宽度,被广泛用作可见光光催化分解水材料。由于快速的光生载流子复合以及光腐蚀问题,Cd S在进行光催化产氢过程中需要加入电子牺牲剂,例如甲醇、乳酸、三乙醇胺等。这些电子牺牲剂一方面可以消耗光生空穴,解决Cd S的光腐蚀问题;另一方面可以抑制光生电子和空穴的复合,增加光生电子的寿命。但加入牺牲剂的光催化     

二氧化钛光催化分解水制氢技术进展

简单介绍了二氧化钛光催化分解水制氢的基本原理。综述了加入牺牲剂、碳酸钠、贵金属负载化、金属离子掺杂、阴离子掺杂、染料光敏化、半导体复合以及离子注入等提高二氧化钛光催化制氢的方法,讨论了这几种改性技术的机理以及对提高二氧化钛在可见光下的制氢效率的作用。重点讨论了阴离子掺杂和离子注入技术的机理和研究进展,指出离子注入是目前扩展二氧化钛光响应的最为有效的技术。最后讨论了光催化分解水制氢的氢氧分离问题,并通过与其他制氢技术的对比分析,指出光催化制氢将是通往氢经济的非常有潜力的制氢技术。     

太阳能光解水制氢催化剂研究进展

利用太阳能制氢是将太阳能转换成氢能的有效方式。近年来国内外发展了不同类型的太阳能光解水制氢催化剂：金属配合物、金属氧化物、无机层状化合物、Z型光催化制氢反应体系和光生物催化反应体系等,通过金属负载、离子掺杂、复合半导体、燃料光敏化、电子捕获剂、表面螯合及衍生作用、外场耦合等途径可以有效提高光催化剂活性,开发具有特殊结构的新型光催化剂、无贵金属负载催化剂以及循环使用牺牲剂将是未来太阳能光解水制氢的发展方向。     

大连化物所提出太阳能规模化分解水制氢新策略

正近日,中科院大连化物所催化基础国家重点实验室李灿院士、李仁贵研究员等在太阳能可规模化分解水制氢方面取得新进展:率先提出并验证了一种全新的"氢农场"策略,该策略基于粉末纳米颗粒光催化剂太阳能分解水制氢,太阳能光催化全分解水制氢效率创国际最高记录。太阳能光催化分解水制氢可将太阳能转化并储存为化学能,是科学家们长期以来的梦想。光催化过程是一个跨越多个时间尺度的复杂反应过程,涉及化学、物理、生物等一系列多学科前沿科学问题。如果能利     

半导体光催化

用半导体粒子作光催化剂早已有报道,但在Fujishima用半导体作光电极分解水及Bard将光电化学理论扩展到半导体微粒光催化剂的报道发表之后,半导体光催化才有很大的发展。从太阳能利用的观点来看,半导体光催化有着重大的应用前景,它不仅能     

大连化物所提出太阳能规模化分解水制氢的“氢农场”新策略

<正>近日,中科院大连化物所催化基础国家重点实验室李灿院士、李仁贵研究员等在太阳能可规模化分解水制氢方面取得新进展,率先提出并验证了一种全新的基于粉末纳米颗粒光催化剂太阳能分解水制氢的"氢农场"策略,太阳能光催化全分解水制氢效率创国际最高记录。     

光催化分解水制氢中硫化物空心结构的研究进展

利用太阳能进行的分解水制氢技术,可以促进太阳能的有效利用和清洁能源氢能的研发。在光催化制氢中,半导体光催化材料的性能是光催化反应性能提升的核心要素,制备优异、高效的光催化剂是提升光催化反应活性的关键步骤。本文从材料形貌和制备角度出发,选取金属硫化物为光催化中的主体半导体,对国内外金属硫化物空心结构的研究、应用和进展进行了回顾,分析了空心结构对增大材料比表面积、增强太阳光吸收、加速载流子分离以及提升反应活性的重要性,提出了空心结构在光催化发展中的优势,对空心结构的发展提出了展望,为这些新型材料的未来研发提供参考,从而能尽快提高光催化反应的太阳光利用率和氢气产量,有助于进一步实现光催化技术的工业化应用。     

非金属离子掺杂对二氧化钛光催化降解有机染料的研究进展

二氧化钛(TiO_2)是一种具有高化学稳定性、环境友好型和低毒性的半导体材料,广泛地应用于催化、传感、制氢、光学和光电等领域。然而作为光催化剂的二氧化钛存在带隙较宽、对太阳光的利用效率低等缺陷。通过对TiO_2改性,能增加晶体表面的活性位点或抑制光生载流子的复合,可以达到提高其光催化效率的目的。研究表明,将非金属离子掺杂到TiO_2的晶格中,可以减慢电子-空穴对的复合速率,是一种提高纳米TiO_2光催化活性的有效改性途径。讨论了非金属离子掺杂TiO_2的改性机理和使用非金属离子改性后的Ti O_2光催化剂降解常见有机污染物的最新进展,并对TiO_2光催化剂的改性前景做出展望。     

大连化物所太阳能光催化分解水研究取得新进展

<正>由于世界范围的能源和环境问题,近年来光催化分解水制氢和还原二氧化碳的研究在国际学术界引起广泛的重视。光催化分解水被认为是最具挑战性的难题,一旦取得突破,有望影响世界能源格局。实现这个反应的关键是发展高效的光催化剂,进而构筑高效光催化或光电催化体系。近日,中国科学院大连化学物理研究所李灿院士领导的太阳能研究部继发现BiVO4等半导体的不同晶面间电荷分离效应后,相关研究工作又取得新的进展。利用半导体光催化剂的不     

银基核壳型纳米复合光催化材料的研究进展

核壳结构光催化材料,其壳层可以阻止内核与苛刻的反应环境直接接触,起到铠甲的保护作用,而且核壳间具有较高的界面接触,增加了光生电荷的传输通道,核壳结构具有较高的光催化活性和稳定性。笔者综述了纳米核壳材料的特点及银基的种类,并从银基与高分子聚合物复合、银基与半导体复合、银基与金属复合三个方面梳理了目前银基纳米核壳型复合光催化材料的研究进展,旨在更好地拓展研究思路,解决银基光催化材料应用过程中存在的难题。     

复合TiO_2光催化剂的制备及光催化性能研究进展

本文综述了近几年来复合TiO2光催化剂的发展现状。分别从分类、制备方法及光催化性能三方面进行系统论述。根据复合的物质不同,将复合TiO2光催化剂分为金属掺杂型、非金属掺杂型和半导体复合型。概述了溶胶-凝胶法、水热法、浸渍法等常用于复合TiO2光催化剂的制备方法以及复合TiO2光催化剂在降解水体有机污染物、分解水制氢、空气净化等方面的应用。