本文關(guān)鍵詞：硫銦鋅半導(dǎo)體光催化劑的制備及其在可見光下的光催化制氫性能研究

  更多相關(guān)文章： 光催化 制氫 ZnIn_2S_4 三乙醇胺 氫氧化鈉 可見光

【摘要】：利用半導(dǎo)體光催化分解水制氫是一種將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能的有效措施,被認(rèn)為是解決當(dāng)今能源危機(jī)和環(huán)境污染的最佳方式,而開發(fā)新型光催化材料是此領(lǐng)域所研究的關(guān)鍵。三元硫化物ZnIn_2S_4具有較好的可見光吸收、化學(xué)穩(wěn)定性和光電性能,是目前比較有開發(fā)前景的一種新型光催化分解水制氫材料。本論文主要圍繞三元硫化物ZnIn_2S_4的制備、形成機(jī)理、光催化制氫性能等方面開展一系列的研究工作,具體內(nèi)容分為以下兩個(gè)部分:1、以有機(jī)物三乙醇胺為絡(luò)合劑和模板劑,硫酸鋅、硫酸銦和硫代乙酰胺為原料,采用化學(xué)沉淀法合成了六方相的ZnIn_2S_4光催化劑,考察了三乙醇胺的加入量對催化劑形貌、結(jié)構(gòu)、光吸收性能和制氫活性的影響。添加三乙醇胺后所制備的ZnIn2S4光催化劑都是由一些尺寸不一的片狀團(tuán)聚體組成。隨著三乙醇胺加入量的不斷增大,樣品的紫外可見吸收帶邊發(fā)生連續(xù)藍(lán)移。當(dāng)三乙醇胺的添加量為2.0 mmol時(shí),所制備的樣品ZIS-2.0具有最佳的可見光催化分解水制氫活性且有較好的穩(wěn)定性。在0.5 mol/L的三乙醇胺水溶液體系(pH=13.0)中,0.5wt%Pt/ZIS-2.0的可見光催化分解水平均制氫速率為1290μmol/h·g。2、采用氫氧化鈉輔助低溫水浴法合成了六方相的ZnIn_2S_4光催化劑,研究了氫氧化鈉的加入量對樣品組成結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響,并分析了樣品的形成機(jī)理。結(jié)果表明,在樣品的合成過程中,添加氫氧化鈉能影響所制備的ZnIn_2S_4光催化劑的成分組成、形貌、光學(xué)性質(zhì)及其光催化性能。加入氫氧化鈉后,In~(3+)會(huì)與氫氧根形成配合物離子,導(dǎo)致溶液中Zn~(2+)/In~(3+)的相對濃度比變大,從而影響到所合成樣品的組成。當(dāng)氫氧化鈉的添加量為6.0 mmol時(shí),所制備的樣品ZIS-6.0具有最佳的可見光催化分解水制氫活性且有較好的穩(wěn)定性,原因主要可歸結(jié)于少量Zn~(2+)摻入ZnIn_2S_4晶格內(nèi),占據(jù)In3+的位置,導(dǎo)致ZnIn2S4導(dǎo)帶位置更負(fù),具有更強(qiáng)的還原能力。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;O644.1

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本文編號：1163312