磷化物的制備和表征及其在光催化產(chǎn)氫中的性能研究.pdf

1、煤、石油和天然氣等化石燃料在人類經(jīng)濟(jì)和社會(huì)文明發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，但是這些化石燃料是有限的、不可再生的，其大量使用已經(jīng)引起了嚴(yán)重的能源危機(jī)和相關(guān)的環(huán)境問題，這些問題嚴(yán)重威脅到了人類的生存。因此，急需開發(fā)新的能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石燃料。利用太陽(yáng)能光催化分解水是解決以上問題的有效途徑之一。由于半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)的限制，光催化分解水產(chǎn)氫的效率并不高，對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行改性是很有必要的。擔(dān)載助催化劑可以提高半導(dǎo)體材料的光催化活性。本論文將CoP和Mo

2、P作為非貴金屬助催化劑來提高TiO2和CdS的光催化分解水產(chǎn)氫活性。非貴金屬助催化劑可以代替貴金屬，從而降低光催化的成本。
　　通過次磷酸鈉對(duì)CoP前驅(qū)體進(jìn)行磷化得到CoP，將其擔(dān)載在TiO2上，制備了CoP/TiO2復(fù)合光催化劑。通過光催化分解水產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)擔(dān)載CoP后TiO2的光催化活性明顯提高。當(dāng)擔(dān)載量為2％時(shí)，光催化分解水產(chǎn)氫活性最高，產(chǎn)氫速率為22μmol·h-1，是單純TiO2的22倍。XRD和HRTEM結(jié)果表明CoP

3、和TiO2緊密結(jié)合，SEM圖和TEM圖表明助催化劑CoP呈棒狀，UV-vis漫反射吸收光譜表明復(fù)合光催化劑CoP/TiO2的吸光度相對(duì)于TiO2有明顯的增強(qiáng)，且隨著CoP擔(dān)載量的增加，吸光度也不斷增強(qiáng)。
　　通過共沉淀法制備了CoP/CdS復(fù)合光催化劑，用乳酸作為犧牲劑，研究其在可見光下的光催化分解水產(chǎn)氫性能，發(fā)現(xiàn)CoP作為助催化劑可以有效地提高CdS光催化分解水產(chǎn)氫活性。CoP的擔(dān)載量對(duì)CdS光催化分解水產(chǎn)氫活性有很大的影響。當(dāng)

4、擔(dān)載量為2％時(shí)，產(chǎn)氫活性最高，產(chǎn)氫速率為140μmol·h-1，是單純CdS的7倍，是1％ Pt/CdS的2倍。XRD和HRTEM表明CoP和CdS緊密結(jié)合，SEM圖和TEM圖表明助催化劑CoP呈棒狀，UV-vis漫反射吸收光譜表明CoP的擔(dān)載增大了CdS在可見光區(qū)的吸光度。
　　采用程序升溫還原法制各了MoP，并通過共沉淀法將MoP擔(dān)載在CdS上，制備了MoP/CdS復(fù)合光催化劑。研究其在可見光下的光催化分解水活性，發(fā)現(xiàn)復(fù)合光催