光催化水分解制氫因能緩解對(duì)化石燃料的依賴并降低溫室氣體的排放而具有重要的研究?jī)r(jià)值。自Honda和Fujishima提出二氧化鈦?zhàn)鳛楣饨馑呋瘎┖?高效光催化水分解系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)一直是研究熱點(diǎn)。一些過(guò)渡金屬氧化物（例如Fe₂O₃,Cu₂O和CoO）具有合適的帶隙寬度（E_g<3eV）能吸收可見(jiàn)光;然而,它們中的大部分帶隙值卻不適合于全解水,例如,Fe₂O₃和WO₃具有較低的價(jià)帶（VB）位置能催化水氧化半反應(yīng)的發(fā)生,但導(dǎo)帶（CB）位置決定了它們?cè)诖呋�原制氫的半反應(yīng)中卻沒(méi)有效果。為了充分利用這些金屬氧化物的可見(jiàn)光吸收性并克服其在氧化還原反應(yīng)中不適宜帶位邊緣的缺點(diǎn),研究者提出了將這些金屬氧化物作為一種組分來(lái)構(gòu)建納米復(fù)合材料的方案。本文報(bào)道了一種簡(jiǎn)單、低成本、晶型可控的合成金屬氧化物納米復(fù)合材料手段,即通過(guò)使用鐵基金屬有機(jī)框架材料（Fe-MOF）與氧化石墨烯相結(jié)合的復(fù)合材料（MOF-GO）作為犧牲模板來(lái)合成不同晶相的鐵氧化物（FeO

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光催化水分解的主要過(guò)程

帶頂比 O2/ H2O（1.23 eV vs. NHE）的氧化還原電位更正[6論上最小帶隙值為 1.23 eV，相當(dāng)于 1100 nm 左右附近光子氫氣和氧氣，還應(yīng)加上水的析氫過(guò)電位和析氧過(guò)電位，則可的禁帶寬度在 1.8 eV-2.4 eV[7]。常見(jiàn)半導(dǎo)體帶隙值如圖 1-2常隨著溶液 pH 值的改變而發(fā)生相應(yīng)的位移（-0.059 V/pH價(jià)帶結(jié)構(gòu)能夠用于水分解，當(dāng)存在合適的共催化劑時(shí)，這類較好的活性[8, 9]。CdS 帶隙值為 2.4 eV，能夠吸收可見(jiàn)光，中硫化鎘是可見(jiàn)光產(chǎn)氫性能較強(qiáng)的光催化劑。在光照條件O 更容易被光生空穴所氧化生成單質(zhì)硫，并伴隨有 Cd2+的解反應(yīng)過(guò)程稱為光腐蝕[10]。由于光腐蝕的存在，使得 CdS 在化物光催化劑的一個(gè)不足之處。WO3是有電子供體（如 Fe3可見(jiàn)光產(chǎn)氧性能較優(yōu)的光催化劑，但由于 WO3較低的導(dǎo)帶導(dǎo)致其對(duì)于光解水制氫沒(méi)有活性[11]。

Gratzel 和助手利用 Ru(bpy)32+及其親核衍生物作為敏化劑非金屬絡(luò)合物染料敏化劑即有機(jī)染料敏化劑，常見(jiàn)的有機(jī)染染料，菁花染料和香豆素染料[42]。在染料敏化過(guò)程中，半導(dǎo)，在激發(fā)態(tài)中存在不同的電子密度或氧化還原電位，從而有吸附在半導(dǎo)體表面處于激發(fā)態(tài)染料分子具有一定的還原性制氫活性具有促進(jìn)作用。 的光催化劑除需要具有合適的帶隙結(jié)構(gòu)外，光生電子和空穴催化水分解效率的又一關(guān)鍵因素[43]。為了提高光生電荷的利，關(guān)鍵之處在于：形成的電子和空穴須快速轉(zhuǎn)移到催化劑表復(fù)合中心，而構(gòu)筑活性位點(diǎn)的一種有效且常見(jiàn)的方法是在光促進(jìn)活性位點(diǎn)的形成。


本文編號(hào)：3310730