双金属磷化物NiCuP的制备及其光催化产氢性能研究

过渡金属磷化物材料具有半导体材料和金属的特点，被证明是一种高性能的催化剂，可以替代一些经典的贵金属材料用于光催化分解水产氢。在本文中，采用次磷酸盐热还原法制备高性能的光催化剂磷化镍铜（NiCuP），并着重讨论了光敏剂、牺牲剂、催化剂用量对光催化分解水产氢性能的影响。结果表明，通过这种简单方法制备出的磷化镍铜（NiCuP）具有很高的催化活性，且在最优条件下光照20 h，产氢性能最高，其产氢量为0.259 0 mmoL。因此，此方法可以为过渡金属磷化物的制备和研究提供实验数据和参考。     

焦磷酸铜催化氧化环己烷合成环己酮的研究

采用沉淀法制备了磷酸铜、焦磷酸铜和三聚磷酸铜催化剂。以环己烷氧化为探针反应,过氧化氢为氧化剂,考察了催化剂、溶剂种类、溶剂用量、催化剂用量、氧化剂用量、反应温度以及反应时间的影响,并提出了氧化反应机理。结果表明：焦磷酸铜的催化活性最高,在乙腈用量10 mL,环己烷用量8 mmol,焦磷酸铜用量0.0300 g,w（H2O2）=30%的双氧水用量3.00 mL,反应温度65 ℃的条件下,反应10 h后,环己烷的转化率为54.1%,醇酮的收率分别为21.3%和32.8%。     

焦磷酸铜催化氧化环己烷

采用沉淀法制备了磷酸铜、焦磷酸铜和三聚磷酸铜催化剂,并采用X射线衍射仪对催化剂进行了表征。以环己烷氧化为探针反应,过氧化氢为氧化剂,考察了催化剂、溶剂、氧化剂、反应温度以及反应时间对氧化效果的影响。结果表明,非均相焦磷酸铜催化剂的催化活性最高,在乙腈用量10 mL,环己烷用量8 mmol,焦磷酸铜用量0.03 g,w(H2O2)=30%的双氧水用量3.0 mL,反应温度65℃的条件下,反应10 h后,环己烷的转化率为54.1%,环己醇和环己酮(简称醇酮,以下同)的收率分别为21.3%和32.8%。     

光催化分解水制氢催化剂的修饰与改性

光催化分解水产氢是解决能源和环境问题的一种理想途径。传统光催化分解水催化剂存在稳定性差、可见光利用率低、产氢速率低等缺点。通过对催化剂进行修饰与改性,改善其光催化性能,是光催化产氢领域的研究热点。论文简要介绍了光催化反应机理、产氢效率影响因素,系统阐述了目前光催化分解水制氢催化剂的修饰与改性技术,如:离子掺杂、表面修饰、形貌修饰、异质结、固溶体、Z-scheme体系、修饰与改性组合技术等,揭示了其修饰与改性原理及电子转移规律。在此基础上,对未来光催化分解水催化剂的研究工作进行了展望。     

基于廉价MoC纳米粒子的光催化分解水制氢研究

在水溶液中用荧光素敏化MoC纳米粒子,三乙醇胺(TEOA)作牺牲剂,形成高效光催化分解水制氢体系。过渡金属碳化物由于兼有共价化合物和过渡金属物质的性质而成为一种非常具有发展前景的催化剂。目前,将MoC纳米粒子应用于光催化分解水的研究还非常少,该结果为拓展廉价光催化分解水催化剂提供了新思路。     

环糊精对光催化制氢体系的影响

将环糊精应用于以铁氢化酶为催化剂,有机染料酸性红为光敏剂的均相制氢体系中,可提高铁氢化酶和光敏剂的水溶性和稳定性,从而提高了体系光催化制氢效率。在此光催化体系中所用催化剂铁氢化酶和光敏剂酸性红均不含有贵金属,除牺牲剂三乙胺外没有使用任何有机溶剂,为研究廉价和水溶性光催化制氢体系提供了新思路。     

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     

染料敏化水溶性MoS_3纳米粒子光催化分解水制氢

在水溶液中用曙红Y(EY)敏化水溶性MoS_3纳米粒子,三乙醇胺(TEOA)作为牺牲剂,形成光催化分解水制氢体系。水溶性催化剂MoS_3纳米粒子为非责金属并与EY形成均相体系,有效地提高了光催化效率。此外,EY的吸收在可见光区,有效地利用了太阳光。该结果为研究可见光区光催化分解水体系提供了新思路。     

改性金属N-TiO_2催化剂在可见光下水解产氢的研究

利用溶胶-凝胶法制备TiO_2,并进行非金属掺杂和金属掺杂制改性,利用红外分析(FT-IR)和BET对制备复合材料进行催化剂活性表征。考察催化剂用量、煅烧温度、金属掺杂质量分数和牺牲剂对N-TiO_2在可见光下对水和醇产氢速率的影响。实验结果表明:在过渡金属中,掺杂Sn-N-TiO_2对水和醇产氢催化效果最好。在反应体系中在Sn-N-TiO_2以及牺牲剂的作用下,以煅烧温度为400℃,添加催化剂量为0.5 g,金属掺杂为0.5%时,产氢速率最好为68.18μmol/(m~3·min·gcat)。     

Ag~+/g-C_3N_4光解水制氢工艺优化研究

光催化制氢是一种很有前景的产氢技术,通过优化光催化产氢工艺来提高产氢效率,具有很重要的现实意义。本研究在合成Ag~+/g-C_3N_4的基础上,以Ag~+/g-C_3N_4为催化剂来光解水制氢,并对其产氢工艺进行了优化。结果发现,当Ag~+离子掺杂量为5%,Ag~+/g-C_3N_4用量为8g/L,Na_2SO_3为牺牲剂,3%H_2PtCl_6为助催化剂的情况下,在反应体系pH值为7,反应25h,催化剂使用3~4次的条件下,光解水制氢反应的产氢量最大能达258.8μmol/g。因此,Ag~+/g-C_3N_4能有效地进行光解水制氢,具有潜在的应用前景。     

染料敏化铁纳米粒子光催化分解水制氢

在水溶液中用三联吡啶氯化钌[Ru(bpy)32+]敏化铁纳米粒子,三乙胺(TEA)作为牺牲剂,形成光催化分解水制氢体系。体系中除了三乙胺以外没有使用任何有机溶剂。催化剂铁纳米粒子为非贵金属并且可以循环利用。此外,光敏剂[Ru(bpy)32+]的吸收在可见光区,有效地利用了太阳光。该结果为研究可见光区光催化分解水体系提供了新思路。     

碳化树脂/CdS复合催化剂的制备及其光催化产氢性能研究

以光水解制氢中的优势材料硫化镉（CdS）作为光催化剂,借助碳化树脂（CPR）材料的导电性质,制备碳化树脂/硫化镉（CPR/CdS）复合催化剂,对CPR/CdS催化剂的理化性质和催化机理进行分析。与纯CdS相比,CPR/CdS具有更高的比表面积。通过光催化降解水产氢确定CPR的最佳用量和产氢性能。结果表明：0.5-CPR/CdS催化剂用量为0.15 g,体系pH值为5时,光催化产氢速率最高,为403.24μmol/h,循环5次实验光催化产氢速率均可以达到370μmol/h左右,稳定性良好。在复合材料中引入CPR后,CPR的掺入不仅能够提供活性位点,还能够作为电子捕获剂和电子传输剂有效分离光生电子和空穴,从而大幅度延长光生载流子的寿命,达到提高光催化反应活性的效果。     

改性黑磷光催化水产氢研究进展

黑磷具有厚度依赖的直接带隙、宽的光谱吸收范围、高的载流子迁移速率、高的比表面积以及表面丰富的催化活性位点等诸多优点，是一种极具发展潜力的光催化分解水产氢的二维半导体材料。但其产氢效率有限，通过对黑磷改性是提高其光催化性能的重要方法。归纳了黑磷的结构和形貌控制、负载助催化剂和构筑异质结体系等改性策略，介绍了黑磷改性材料在光催化水产氢领域的最新研究进展，并对其存在的问题作出展望。     

紫外光催化分解硫化氢制氢的研究

以纳米TiO2（P25）作为光催化剂,10W低压汞灯作为光源（简称UVC,特征波长为253．7nm）,进行光催化分解硫化氢制氢反应的研究。考察了UVC分解硫化氢和TiO2光催化分解硫化氢的协同作用以及UVC催化分解硫化氢制氢的实验条件,包括光催化剂的用量,反应溶液溶氧,硫化氢的连续通入等对产氢结果的影响。实验结果表明,TiO2可以促进UVC分解硫化氢制氢反应;反应溶液溶氧量的降低和硫化氢的连续通入可以提高反应的产氢量。当以250mL 0．1mol／L硫化钠水溶液为反应介质,TiO2加入量为0．05g,并以40mL／h速率连续通入硫化氢时,UVC催化分解硫化氢的产氢速率可达4．04mL／W·h。     

明胶保护的铂在联吡啶钌体系中光助催化分解水产氢的研究

以联吡啶钌络合物Ru(bipy)_3~(2+)为光敏剂,甲基紫精MV~(2+)为电子交换的中继物,EDTA为电子给体,氯铂酸钾为催化剂,探讨了该体系在可见光照射下,光还原水产氢的结果。提出了用明胶作为铂催化剂的稳定剂,可以提高放氢的速度和保护催化剂不受破坏。讨论了该体系光助催化分解水产氢的可能的机理。     

一种新型高效的分解水产氢光催化剂NixB/CdS

光催化分解水产氢是将太阳能转化为化学能的理想途径之一。在光催化分解水产氢研究中引入催化剂NixB/CdS,在可见光范围内可以达到高效的催化活性和光稳定性。     

g-C3N4基材料光催化分解水产氢的研究进展

由于化石燃料大量消耗导致的能源危机和环境问题日趋严重，将氢能作为一种替代传统能源的绿色能源成为当下的研究热点。用以光催化分解水产氢的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)基材料不仅制氢规模大，而且投入成本少，近年已成为产氢的最优方案之一。但通过对g-C₃N₄改性，可有效提高其产氢效率，并解决g-C₃N₄材料固有的可见光响应范围窄、电子—空穴复合严重、光催化产氢效率低等问题。本文回顾了近年来各种基于g-C₃N₄基材料光催化分解水产氢的方法和手段，重点介绍了g-C₃N₄光解水产氢的机理、g-C₃N₄的掺杂改性，并总结了影响g-C₃N₄基材料光催化分解水产氢效率的因素。最后，讨论了g-C₃N₄基材料光催化分解水产氢的一些关键限制条件和未来前景。     

血晶素负载TiO2光催化还原CO2的研究

光催化还原CO2是时下研究的热点课题.建立了一个相对高效、稳定的非均相光催化还原CO2体系.将血晶素作为助催化剂负载于TiO2的表面,对比了负载前后TiO2的晶形变化和血晶素负载量对还原效果的影响,选择合适的溶剂,优化了该体系最佳反应条件.[Ru(bpy)3]2+作为光敏剂,BIH、TEOA作为牺牲剂,在乙腈溶液中光催化还原CO2,体系最高TONCO可达832.     

Pt/TiO_2的制备及其光催化正丙醇产氢的研究

采用贵金属沉积法制备了Pt/TiO2光催化剂,在沉积过程中,TiO2的晶体结构保持完整,金属Pt以Pt0价态高度分散在TiO2表面,制备的Pt/TiO2光催化活性明显高于未掺杂的TiO2,提高了光催化产氢性能。以正丙醇为牺牲剂,考察了正丙醇的初始浓度、溶液pH值对产氢过程的影响。结果表明：利用正丙醇溶液产氢,产氢量随着溶液浓度的增加而增加;醇溶液pH值为5时,光催化产氢性能最好,强酸强碱条件均不利于光催化产氢。     

吸附剂对TiO_2光催化活性的影响

为了提高Ti O2的光催化活性,将不同种类的吸附剂与Ti O2混合使用,光催化分解水制氢。考察了各种吸附剂的添加量、牺牲剂的种类和浓度对光催化活性的影响。结果表明:牺牲剂醇溶液的浓度为30%时,产氢效果最佳。吸附剂的添加可有效提高光催化活性,在甲醇溶液中,活性炭、沸石和石墨硅的最佳添加量分别为50%、10%和50%时,光催化活性各增加2倍、8倍、25倍。