鈮鈣酸的摻雜改性及光催化性能研究.pdf

1、利用新型光催化劑實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能分解水制氫是獲得氫能的一種方便而廉價(jià)的方法，其關(guān)鍵是高效催化劑的獲得。近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體光催化劑的不斷深入研究，有關(guān)層狀結(jié)構(gòu)的含鈮雜多酸光解水產(chǎn)氫的催化活性也引起了人們的廣泛的關(guān)注。層狀結(jié)構(gòu)的含鈮雜多酸化合物由于其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)和柱撐改性特性，被發(fā)現(xiàn)具有較高的催化活性，已成為目前光催化研究領(lǐng)域比較活躍的方向之一。 本文通過(guò)高溫固相反應(yīng)合成了一系列的鈮酸鹽基層狀化合物：HCa2Nb3O10，HLaNb2O

2、7，H2FeNb3O10，HTiNbO5，H4Ta2Nb4O17。然后采用元素鉬、鉻、鑭等對(duì)層狀基體HCa2Nb3O10進(jìn)行摻雜改性，通過(guò)高溫固相反應(yīng)合成了不同鉬（鉻、鑭）摻雜量的鈮鈣酸鉀系列Mo（Cr, La）- KCa2Nb3O10，并通過(guò)離子交換反應(yīng)獲得了對(duì)應(yīng)的質(zhì)子化產(chǎn)物Mo（Cr, La）- HCa2Nb3O10，再通過(guò)氯鉑酸銨插入，紫外光分解等反應(yīng)制備出有鉑沉積于層間的鉬（鉻、鑭）摻雜的鈮鈣酸系列Mo（Cr，La）- HCa2

3、Nb3O10/Pt。 采用熱重－差熱、X-射線衍射、紫外可見(jiàn)漫反射光譜、掃描電鏡等方法對(duì)所得樣品進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，少量Mo（Cr、La）對(duì)HCa2Nb3O10的摻雜并不會(huì)改變其基本晶體結(jié)構(gòu)，但會(huì)導(dǎo)致鈮鈣酸能隙的變化。 在甲醇為給電子體，鉑為助催化劑的條件下，采用波長(zhǎng)大于290 nm的100 W汞燈輻照時(shí)，鉬、鉻、鑭摻雜的鈮鈣酸系列均表現(xiàn)出分解水產(chǎn)生氫氣的光催化活性，且當(dāng)摻雜濃度適當(dāng)時(shí)，各摻雜系列樣品的光催化性能與