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学科主题物理化学
半导体光催化分解水体系的助催化剂作用研究
马保军
2010-05-27
导师李灿
专业物理化学
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要利用太阳能光催化分解水制氢是人类解决能源问题的一个理想途径,也是科学领域的一个重大课题。光催化分解水反应体系非常复杂,需解决一系列相关的科学问题和技术难题才有可能发展出高效光催化分解水体系。其中,助催化剂就是一个关键的因素。 本论文工作集中对助催化剂进行研究,取得如下主要成果:采用水热方法合成了棒状光催化剂Zn2GeO4。光催化分解水结果表明:贵金属(Pt,Rh , Pd , Au) 和金属氧化物(RuO2 , IrO2) 共担载催化剂呈现协同促进效应。以Pt-RuO2/Zn2GeO4 为例,Pt 作为产氢的活性中心,RuO2 对产氧起着促进作用,协同作用使光催化分解水活性增加2-3 倍。 通过氮化Zn2GeO4 制备了可见光催化剂Zn2-xGeO4-x-3yN2y。研究了不同助催化剂对产氧活性的影响,其中Co2O3(达到Zn2-xGeO4-x-3yN2y 活性的3.8 倍)和IrO2(达到Zn2-xGeO4-x-3yN2y 活性的3.1 倍)是有效的产氧助催化剂。研究了IrO2-ZnO/Zn2-xGeO4-x-3yN2y 三元催化剂可见光产氧性质。结果发现:Zn2-xGeO4-x-3yN2y 担载ZnO 或者IrO2 均能大大提高光催化活性。IrO2 和ZnO 共担载于Zn2-xGeO4-x-3yN2y 时,光催化活性进一步提高(达到Zn2-xGeO4-x-3yN2y 活性的5.6 倍)。在ZnO和Zn2-xGeO4-x-3yN2y 之间形成异质结,有利于电子从Zn2-xGeO4-x-3yN2y 传输到ZnO,减少了电子空穴在Zn2-xGeO4-x-3yN2y 上的复合,提高了光催化活性。 此外,论文工作中组装了一种6 通道光催化制氢活性评价的反应装置。该装置取得的结果误差可控制在5%以内,基本具备了组合化学的特点,可以应用于光催化剂快速评价。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116515
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
马保军. 半导体光催化分解水体系的助催化剂作用研究[D]. 中国科学院研究生院,2010.
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