目前人類社會(huì)主要利用石油、煤等化石能源,它們不可再生的損耗,并且在燃燒過程中,產(chǎn)生了一系列副反應(yīng),提供了大量的有害氣體（CO、CO2等）,不僅對環(huán)境造成了巨大的危害,并且引起全球溫室效應(yīng)。為了人類的可持續(xù)發(fā)展,迫切需要開發(fā)新的能源。氫能作為新的能源,具備高效、清潔、綠色等優(yōu)點(diǎn),因此如果能大量的制備氫能,能在很大程度上緩解對石油的需求,并且對環(huán)境無污染。因此,如何高效的制備氫氣已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。光催化析氫通過使用可再生能源太陽能,能夠大量的制備氫氣,因此已經(jīng)對光催化進(jìn)行了廣泛的研究。在光催化染料敏化體系中,染料進(jìn)行吸光,然后將電子轉(zhuǎn)移到析氫助催化劑上,將表面吸附的氫質(zhì)子還原,產(chǎn)生氫氣。在此過程中,助催化劑對電子的有效分離及降低析氫過電位,從而高效的產(chǎn)氫。因此尋找廉價(jià)、豐富的助催化劑成為了提高光催化產(chǎn)氫能力的關(guān)鍵。Fe、Co、Ni等過渡金屬由于在大自然中資源豐富、廉價(jià),已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于光催化體系。本論文中分別制備由金屬鎳或金屬鈷納米簇包裹硼化鐵合金的核殼結(jié)構(gòu)作為助催化劑,曙紅Y作為光敏化劑,三甲胺作為電子給體的條件下,在可見光下,進(jìn)行高效穩(wěn)定的產(chǎn)氫。該論文主要分為以下兩部分:（1）... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１＿１半導(dǎo)體光催化分解水制氫（ａ）無助催化劑（ｂ）有助催化劑??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｗａｔｅｒ－ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ?ｔｏ?ｐｒｏｄｕｃｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?（ａ）?Ｎｏ?ｃｏｃａｔａｌｙｓｔ?（ｂ）??

?＾???？?ｆ?Ｉ?？??＾?Ｃｏ－ｃａｔａｌｙｓｔ??⑥）／?廣?Ｉ??＊??③＾－－—?ｅ＊??①?Ｊ＠??Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?？?ｈ＋???ｖ⑦??ＶＢ?＾?ｘ??圖１－３染料敏化光催化制氫原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?Ｄｙｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ?Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?Ｈｙｄｒｏｇｅｎ?Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ??１．３．２染料的類型及選擇??目前染料主要分為無機(jī)染料和有機(jī)染料兩大類，而在光催化反應(yīng)系統(tǒng)中，??染料作為光敏化劑，主要目的是吸收光后將被激發(fā)的電子傳遞給半導(dǎo)體，因此??染料應(yīng)該具備以下幾個(gè)條件：??①染料有強(qiáng)的光吸收性能，具有大的摩爾吸光常數(shù)，吸光范圍比較廣，對??波長較長的光（可見光范圍）有強(qiáng)的吸收；??②染料與半導(dǎo)體之間相互作用比較強(qiáng)，從而使染料分子能夠很容易吸附在??半導(dǎo)體表面，并且吸附到半導(dǎo)體表面的染料不容易脫落，；??③染料與半導(dǎo)體的能級軌道之間相互匹配，被激發(fā)的電子從染料ＬＵＭＯ軌??道容易轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶上；??④染料自身比較穩(wěn)定，在光、熱、酸、堿等條件下能穩(wěn)定存在，在電子給??體的作用下能夠回到未被光激發(fā)前的狀態(tài)。??根據(jù)以上染料的劃分及染料作為光催化體系中的敏化劑應(yīng)具備的條件，目??６??

良特性，并且作為助催化劑產(chǎn)氫活性相對較高，硼??化物作為析氫助催化劑已經(jīng)受到了廣泛研宄［７４，７５］。??丫３１＾［７６］等人通過簡單的化學(xué)還原方法，第一步用硼氫化鈉將乙酸鎳和硝酸??鈷的混合溶液以不同的比例混合反應(yīng)制備硼化鎳鈷（ＮｉＣｏＢ）混合物，第二步將??Ｃｄ（Ｎ〇３）２和ＮａｉＳ溶液混合攪拌后，將第一步制備得到的硼化鎳鈷加入，并加入??一定量的氧化石墨烯增加催化劑的分散性，然后在１６０?°Ｃ下水熱１０?ｈ，得到最??終產(chǎn)物ＮｉＣｏＢ／ＣｄＳ，在可見照射的光催化分解水條件下，在圖１－５中能夠看到析??氫活性達(dá)到了?１４４．８?ｍｍｏｌ?ｈ＇１?ｇ—１，相比于單獨(dú)的ＣｄＳ析氫活性提高了?３６倍。對??比于由貴金屬Ｐｔ作為助催化劑時(shí)產(chǎn)氫活性僅有３６．５６?ｍｍｏｌ?ｈ＿Ｉ?ｇ＇說明當(dāng)ＮｉＣｏＢ??作為助催化劑后大大的提高了產(chǎn)氫活性。在圖中我們還能看到，當(dāng)助催化劑為??ＮｉＣｏＢ時(shí)比單獨(dú)的ＮｉＢ產(chǎn)氫活性更高，可能原因是由于Ｃｏ的存在改變了整個(gè)體??系的電負(fù)性，使電子捕獲能力更強(qiáng)，有利于ＣｄＳ中電子與空穴的分離，并對質(zhì)??子有強(qiáng)的吸附作用，因此光催化產(chǎn)氫活性相對于助催化劑Ｐｔ更強(qiáng)。??１６０，??＞二＝：：１１—＿＝??８�！�?｜?ｉ?［＇??ｍｍ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?Ｖｗｙ??０?ｔ?１?１?ｒ￣?ｒ??ＣｄＳ?Ｐｔ／ＣｄＳ?ＮｉＢ／ＣｄＳｗｉｔｈ?ＮｉＣｏＢ／ＣｄＳ?ｗｉｔｈ??ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｇｒａｐｈｅｎｅ??圖１－５?ＣｄＳ，?Ｐｔ／ＣｄＳ，ＮｉＢ／ＣｄＳ和ＮｉＣｏＢ／ＣｄＳ分別與石墨烯復(fù)合后的光催化產(chǎn)氫量。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?Ｈ２?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硫氰根選擇性吸附在g-C3N4/Ag表面增強(qiáng)其光催化制氫性能（英文）[J]. 陳峰,楊慧,羅瑋,王蘋,余火根.  催化學(xué)報(bào). 2017(12)
[2]染料敏化可見光催化制氫研究進(jìn)展[J]. 劉興,李越湘,彭紹琴,賴華.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)



本文編號：3491228