蒋丽
,
袁坚
,
上官文峰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00018
以水热反应法制备了ZrW2O7(OH)2(H2O)2 粉体, 利用TG-DTA、XRD、DRS和BET 等手段对其理化性能进行表征, 并考察了其在紫外光照射下分别以CH3OH 为电子给体和以AgNO3 为电子受体时的光解水产氢产氧性能. 结果表明：制备的样品为结晶良好且晶相单一的四方相 ZrW2O7(OH)2(H2O)2 粉体, 吸收边为310nm, 带隙值为3.9eV, 比表面积为 5.9m2/g. 在以 CH3OH 为电子给体的条件下， 0.3wt% Pt/ZrW2O7(OH)2(H2O)2 的光解水产氢平均速率为 3.7μmol/h, 以 AgNO3 为电子受体的条件下 ZrW2O7(OH)2(H2O)2 的产氧平均速率为 27.8μmol/h. 本研究表明, 包含 OH 基的 ZrW2O7(OH)2(H2O)2 具有光解水产氢产氧能力, 能带结构符合光解水要求, 是一种新型的光解水材料.
关键词:
水分解
,
photocatalyst
,
ZrW2O7(OH)2(H2O)2
,
hydroxy group
孙艳
,
闫康平
稀有金属材料与工程
采用阳极氧化法在乙二醇电解液中制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,分别通过SEM、EDX表征其形貌及元素组成,并探讨了TiO2纳米管的生长过程.结果表明,TiO2纳米管的形成过程是一个由纳米多孔膜结构向独立有序的纳米管阵列转变的过程.同时以TiO2纳米管为光阳极,采用双室光电化学池制氢体系,利用光照TiO2产生的光电压与双室电解液pH差产生的化学偏压的协同效应可达到水的分解电压,充分实现高效率、低能耗制氢的目标.无外加电压及牺牲剂条件下,TiO2纳米管的光电流密度为6.51 mA/cm2,光照1h产氢量高达108.9 μmol/cm2.
关键词:
TiO2纳米管
,
光电化学
,
分解水
,
制氢
郭冬雪
,
张青红
,
王宏志
,
李耀刚
,
曹广秀
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150091
采用控制水解法制备了细颗粒的ZrO2/Ta2O5复合氧化物粉体,在氨气流量为90 mL/min、850℃下氮化10 h获得ZrO2/TaON,用浸渍法制备含助催化剂RuO2的复合光催化剂。用XRD、SEM、TEM和UV-Vis漫反射光谱等对所制备的光催化材料进行了表征, ZrO2、RuO2的晶粒尺寸约为10 nm，TaON的晶粒尺寸约为25 nm,复合光催化剂可以吸收波长≤500 nm的可见光。ZrO2的引入降低了氮化生成TaON的缺陷密度,提高了TaON的比表面积。光电流及光催化分解水制氢反应定量评价了复合材料的光催化性能, RuO2含量为2.0wt%时复合光催化剂活性最高,0.6 V偏压下光电流密度为0.6 mA/cm2,产氢速率为6.0mmol/h。
关键词:
分解水
,
析氢
,
光催化
,
RuO2/ZrO2/TaON
,
可见光
高国锋
,
李丹丹
,
郝根彦
,
李晋平
,
赵强
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.05.150287
利用电解水制氢来储存太阳能是未来能源发展的一大趋势.水的阳极氧化是这一过程中最重要也是最复杂的一步.因此,设计稳定而高效的水氧化催化剂是电解水制氢的关键.目前,研究比较成熟的是基于贵金属钌的水氧化催化剂,但由于其价格昂贵、储量较少无法大规模利用.铁作为钌的同族元素用于水氧化催化近年来受到了越来越多的关注.本文从铁基阳极水氧化催化剂研究现状、制备方法、催化体系及机理3个方面对电解水铁基阳极催化剂进行了综述.分析其当前存在的问题,为水氧化催化剂的进一步研究设计提供参考.
关键词:
铁基催化剂
,
电解水
,
析氧反应
,
研究进展
郑云
,
王心晨
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.01.04
利用光催化技术将低密度的太阳能转化为高密度的化学能或直接降解有机污染物,是解决能源短缺和环境污染等问题的理想途径.氮化碳是近期发展出来的一类聚合物半导体新型光催化剂,在分解水制氢、污染物降解、二氧化碳还原、选择性有机合成等研究方面有着重要科学意义和应用前景.前驱物超分子自组装法是制备高效纳米氮化碳光催化剂的重要合成方法之一.通过分子间的弱相互作用力,如三聚氰胺与三嗪衍生物之间的氢键相互作用,形成有序的超分子组装体,再进一步焙烧热聚合可制备氮化碳纳米材料.通过控制自组装过程的反应参数和条件,可以有效地调控氮化碳的组成、形貌、能带结构、光学性能、光生载流子分离效率,从而提高氮化碳的光催化性能.综述了超分子自组装法合成氮化碳光催化剂的最新研究进展,总结了系列纳米结构氮化碳光催化剂的研究工作,包括共聚合改性氮化碳、非金属掺杂氮化碳、金属掺杂氮化碳、金属氧化物-氮化碳复合物、氮化碳异质结以及高结晶度氮化碳光催化剂等.同时阐述了超分子自组装法对氮化碳的组成、结构和光催化性能的调控作用,并就该研究领域未来发展进行了展望.
关键词:
氮化碳
,
纳米材料
,
超分子自组装
,
光催化
,
分解水
,
降解污染物
黄辉庭
,
李朝升
,
邹志刚
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.01.05
将太阳能转化成氢能来发展氢能源经济是人类社会可持续发展的必由之路.光电化学分解水制氢是太阳能-氢能转换中具有重要应用前景的技术.经过近50年的发展,光电化学分解水制氢技术遇到了瓶颈,主要是缺乏高效稳定的光电极.近年来,通过沉积TiOx保护层的策略,部分光电极的稳定性得到了显著提升,因此,提高光电极的太阳能-氢能转换效率成为一项愈加重要的任务.其中,改善光电极载流子传输能够有效地提高太阳能-氢能转换效率.着重讨论了几种改善光电极中载流子传输的策略:制备有利于载流子扩散和迁移的纳米结构;通过掺杂提高材料的导电性;通过制备工艺的优化减少阻碍载流子传输的缺陷;构建半导体结;使用与材料多子输运匹配的导电衬底或引入少子阻隔层等.
关键词:
光电极
,
太阳能
,
水分解
,
太阳能-氢能转换效率
,
载流子传输
张帅
,
曹雪波
,
武军
,
朱连文
,
谷俐
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64324-8
通过水热反应、化学镀和枝化生长三个步骤，制备了具有层级特征的异质型CuO@TiO2纳米线膜。研究表明，CuO@TiO2纳米线膜表现出了众多适合光电解水应用的优异物理特性，如层级表面、拓展的光学吸收范围、快速的界面电荷转移能力等。在可见光照和1.0 V偏压(相对可逆氢电极)条件下，未修饰的TiO2纳米线膜产生的光电流密度为0.12 mA/cm2。CuO@TiO2纳米线膜在相同条件下产生的光电流密度为0.56 mA/cm2。而且，计时电流法研究表明CuO@TiO2纳米线膜具有良好的稳定性。因此，所制备的CuO@TiO2纳米线膜是潜在的太阳能光电解水阳极材料。
关键词:
水分解
,
光阳极
,
异质型纳米线
,
氧化铜
,
二氧化钛
