二硫化钼石墨烯助催化剂的协同效应对纳米粒子光催化产氢的研究.ppt

synergeticeffectofmos2andgrapheneascocatalystsforenhancedphotocatalytich2productionactivityoftio2nanoparticles 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10日 二硫化钼 石墨烯助催化剂的协同效应对tio2纳米粒子光催化产氢的研究 主要内容 背景介绍实验部分结论 下步计划 tio2低的光催化活性 光生载流子的快速复合 贵金属 铂 金 钯等 作为tio2助催化剂成本太高 因此 研制具有高量子产率 廉价的高效半导体光催化剂 是解决当前光催化技术的重点和热点 背景介绍 催化剂 吸附质 光催化反应的基本原理 光照时半导体内载流子的变化 d a 体相复合 表面复合 tio23 2ev387 5nm c 文献要解决的问题 非贵金属或其他材料作为助催化剂 降低成本 提高tio2的光催化活性 本文献制备了一种mos2 石墨烯作为助催化剂修饰tio2纳米粒子的复合物 表现出较高的催化产氢活性 received march23 2012dx doi org 10 1021 ja302846n j am chem soc 实验部分 1 制备go 天然的石墨合成 2 水热法制备mos2 石墨烯 mg 助催化剂 将钼酸钠和硫脲溶解于水中 go 随后将其溶液转移到反应釜中 210 反应24h 3 水热法制备tio2 mos2 石墨烯复合物 钛酸四丁酯 mos2 石墨烯 4 结构表征和分析 figure1 a temimageoflayeredmos2 graphenehybrids b high resolutiontemimage tem figure2 tio2nanocrystalsgrownonlayeredmghybrids tio2的结构及其无序的介孔 tio2的平均粒径为7 10nm mg混合物有分层的结构 mos2 002 晶面和石墨烯 001 晶面的晶纹间距分别是0 62和0 34nm 锐钛矿tio2的 101 晶纹间距为0 35nm tem figure3 temimageofmechanicalmixtureof0 5 mos2 graphenehybrid 95m5 0g andtio2nanoparticles tem figure4 semimageofmos2 graphenehybrids sem figure5 i mos2and ii mos2 graphenehybrids xrd figure6 i mos2 graphenehybrid ii anatasetio2and iii tio2 mos2 graphenecomposite xrd 连续产氢测试 复合物的微观结构 figure7 tio2 mos2 graphenecomposite t 95m5 0g 插图中的峰对应于mos2中mo4 的3d轨道 xps figure8 high resolutionxpsspectraofc1sfor a go b mos2 graphenehybrid 95m5 0g and c tio2 mos2 graphenecomposite t 95m5 0g tio2上的羟基与石墨烯表面的羧基通过酯化形成了酯基 xps figure9 ramanspectraof i go ii anatasetio2 and iii thet 95m5 0gcomposite d峰和g峰表明了石墨的结构 相比于go 复合物的d峰和g峰略微地发生移动 d g的强度比变大 证明go被还原 拉曼散射光谱 半导体的能带结构 循环产氢测试 连续产氢测试 复合物在可见光区呈现出更强更宽的吸收 紫外 可见漫反射 反应机理 结论 1 mos2与石墨烯的协同效应使tio2的导带电子向mos2或石墨烯转移 抑制了电子与空穴的复合 延长了光生载流子的寿命 提高光催化效率 2 作为助催化剂 mos2 石墨烯代替了贵金属 铂 金 钯等 有利于降低成本 本文献的创新点 通过制备tio2 mos2 石墨烯复合物 体现了mos2纳米层与