《西北师大光催化》PPT课件

TiO2/RGO复合催化剂产氢性能研究NanocompositesofTiO2andReducedGrapheneOxideasEfficientPhotocatalystsforHydrogenEvolution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,3.2eV,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,Fpositesinmethanolaqueoussolution.,产氢测试,Figure2.P25/RGO-hydrothermalcompositesfrommethanolaqueoussolution.,循环产氢测试,Figure3.P25/RGO-hydrothermalduringtherepeateduses.,产氢率-甲醇浓度,Figure4.P25/RGO-hydrothermal(P25/RGO=1/0.2).,牺牲剂对产氢的影响,Figure5.P25/RGO-hydrothermal(P25/RGO=1/0.2).,产氢率比较,Figure6.P25andP25/RGO-hydrothermal(P25/RGO=1/0.2)frompureH2O.,XRD,Figure7.GO,RGO,P25,andP25/RGO-hydrothermal(P25/RGO=1/0.2).,XPS,Figure8.(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,Figure9.(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,Figure10.(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,Figure11.Fromlefttoright:P25,P25/RGO-photo,P25/RGO-hydrazine,andP25/RGO-hydrothermal.,TEM,Figure12.(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,Figure13.(A)composites(P25/RGO=1/0.2)and(P25/CNT=1/0.3).(B)CorrespondingplotoftransformedKubelka-Munkfunctionversustheenergyofthelight.,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有传输光生电子