《西北师大光催化》PPT课件.ppt

TiO2/RGO复合催化剂产氢性能研究Nanocomposites of TiO2 and Reduced Graphene Oxide as Efficient Photocatalysts for Hydrogen Evolution 报告人：贠国霞 导 师： 王其召 副教授 雷自强 教授 时 间 ： 2012 年 11 月 17日,报告内容,本征半导体能带结构,空穴h+,载流子,催化剂改性 半导体的光敏化 将光活性化合物以物理或化学吸附于半导体的表面,光敏化剂S,电子俘获剂A,A-,离子掺杂,VB,CB,e,h+,Mn+/M,E,VB,CB,e,h+,e,3.2 eV,半导体复合,光催化反应的催化剂,纳米催化剂的主要缺点： 光吸收波长范围狭窄，主要在紫外区，利用太阳光的比例低。 半导体载流子的复合率很高，量子效率较低。,改性：掺杂,改性：复合、光敏化,常用的半导体催化剂,CdS、ZnO光照时不稳定，金属离子溶出； 其优势：能隙较小，可吸收可见光。 TiO2 ：不发生光腐蚀；耐酸碱性好，化学性质稳定；对生物无毒性；来源丰富；能隙较大（3.2ev，最大入射波长为387.5nm），但有很强的氧化还原能力。,二氧化钛基本结构,金红石,板钛矿,锐钛矿,文献解决的问题,抑制光生空穴-电子对快速复合，提高TiO2的光催化活性。,/10.1021/jp2008804|J. Phys. Chem. C,TiO2/石墨烯TiO2/CNT,文献介绍,实验部分,1.制备GO天然的石墨合成。 2.制备P25/RGO复合物。 分别用紫外光辅助还原，肼还原， 水热的方法。 3.制备P25/CNT复合物。 4.结构表征与分析。,产氢测试比较,Figure 1.composites in methanol aqueous solution.,产氢测试,Figure 2. P25/RGO-hydrothermal composites from methanol aqueous solution.,循环产氢测试,Figure 3. P25/RGO-hydrothermal during the repeated uses.,产氢率-甲醇浓度,Figure 4. P25/RGO-hydrothermal (P25/RGO = 1/0.2).,牺牲剂对产氢的影响,Figure 5. P25/RGO-hydrothermal (P25/RGO = 1/0.2).,产氢率比较,Figure 6. P25 and P25/RGO-hydrothermal (P25/RGO = 1/0.2) from pure H2O.,XRD,Figure 7. GO, RGO, P25, and P25/RGO-hydrothermal(P25/RGO = 1/0.2).,XPS,Figure 8. (a) GO, (b) RGO, (c) P25/RGO-photo, ( d) P25/RGO-hydrazine , (e) P25/ RGO -hydrothermal, (f) P25/CNT (P25/CNT = 1/0.3), (g) P25.,FT-IR,Figure 9. (a) P25, (b) GO, (c) P25/RGO-photo, ( d) P25/RGO-hydrazine,(e) P25/RGO-hydrothermal.,这是P25中Ti-O-Ti键的振动吸收峰,拉曼散射光谱,Figure 10. (a) GO, (b) P25/RGO-photo, (c) P25/RGO-hydrazine , (d) P25/RGO- hydrothermal .,ID/ IG用来表征GO或RGO中由于缺陷而引起的无序程度。,相互作用力强弱比较,Figure 11. From left to right: P25,P25/RGO-photo ,P25/RGO-hydrazine, and P25/RGO-hydrothermal .,TEM,Figure 12. (a) RGO, (b) P25/RGO-photo, (c) P25/RGO-hydrazine , (d) P25/RGO-hydrothermal , (e )P25/CNT (P25/CNT =1/0. 3), ( f) P25/RGO-hydrothermal (P25/RGO = 1/0. 05), ( g) P25/RGO-hydrothermal (P25/RGO = 1 /0 .1), ( h) P25/RGO-hydrothermal(P25/RGO = 1/0.3).,P25纳米粒子的尺寸在20-30nm，在CNT上的分散不如石墨烯。,紫外-可见漫反射,Figure 13. (A)composites (P25/RGO = 1/0.2)and (P25/CNT = 1/0.3). (B) Corresponding plot oftransformed Kubelka-Munk function versus the energy of the light.,由于TiO2和RGO形成了Ti-O-C 键。,反应机理,1. P25 /RGO中，P25产生载流子，RGO有