伊红Y敏化改性TiO2光催化剂制备及可见光制氢性能

论文摘要

本文研究了伊红-Y敏化掺杂TiO2可见光光催化剂制备、改性及其光催化制氢性能,内容分为两部分:一、伊红一Y敏化硫掺杂TiO2的制备及其可见光下光催化制氢性能。采用溶胶一凝胶法在不同温度煅烧制得硫掺杂TiO2,光还原沉积法进行载铂,浸渍法使伊红-Y负载在Pt-TiO2表面,制得系列染料敏化的Eosin Y-Pt-S-TiO2可见光光催化剂。以可见光光催化制氢为探针反应考察了制备的催化剂的活性,发现600℃煅烧的EosinY-Pt-S-TiO2可见光光催化活性最好。通过XRD、BET、FT-IR、UV-Vis漫反射等手段对样品进行了表征,发现硫掺杂伊红-Y的敏化扩展了TiO2的可见光响应范围,使其400nm-600nm有很强的吸收;随着TiO2煅烧温度的降低,比表面积不断增大,表面羟基的数量也增加,吸附伊红-Y的量也不断增加,因此Eosin Y-Pt-S-TiO2可见光光催化活性也相应地提高。二、伊红-Y敏化硅掺杂TiO2的可见光催化制氢性能。采用溶胶-凝胶法在不同温度煅烧制得硅掺杂TiO2,光还原沉积法进行载铂,浸渍法使伊红-Y负载在Pt-Si-TiO2表面,制得系列染料敏化的Eosin Y-Pt-Si-TiO2。以可见光催化制氢为探针反应考察了催化剂的活性,发现当煅烧温度为600℃时,Eosin Y-Pt-Si-TiO2可见光光催化活性都是最好的。通过XRD、BET、FT-IR、UV-Vis漫反射等手段对样品进行了表征,发现硅掺杂伊红-Y的敏化扩展了TiO2的可见光响应范围,使其在400nm-600nm有很强的吸收;掺入硅可以抑制TiO2晶粒的生长,比表面积增大,吸附伊红-Y的量也增加,因此Eosin Y-Pt-Si-TiO2可见光催化活性也相应地提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 半导体的光催化作用原理
• 1.2.1 光催化原理
• 1.2.2 催化剂结构对光催化活性的影响
• 1.2.2.1 尺寸量子效应的影响
• 1.2.2.2 晶相结构的影响
• 1.2.2.3 表面羟基的影响
• 1.3 可见光光催化剂研究进展
• 1.3.1 金属离子掺杂
• 1.3.1.1 过渡金属离子掺杂
• 1.3.1.2 稀土金属离子掺杂
• 1.3.1.3 贵金属离子掺杂
• 1.3.2 非金属离子掺杂
• 1.3.2.1 C掺杂
• 1.3.2.2 N掺杂
• 1.3.2.3 F掺杂
• 1.3.2.4 S掺杂
• 1.3.3 离子注入
• 1.3.4 半导体复合
• 1.3.5 染料敏化
• 2反应生成新的配位化合物作为敏化剂'>1.3.5.1 含酚羟基的有机化合物与TiO₂反应生成新的配位化合物作为敏化剂
• 1.3.5.2 纯有机染料作敏化剂
• 1.3.5.3 金属有机化合物作敏化剂
• 1.3.5.3.1 羧酸多吡啶钌等金属有机化合物作敏化剂
• 1.3.5.3.2 磷酸吡啶钌
• 1.3.5.4 复合敏化
• 1.3.5.5 伊红-Y
• 1.4 研究展望
• 1.5 选题依据和意义
• 2及其可见光下光催化制氢性能研究'>第二章 伊红-Y敏化硫掺杂TiO₂及其可见光下光催化制氢性能研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 主要实验仪器
• 2.2.3 催化剂的制备
• 2纳米材料的制备'>2.2.3.1 S-TiO₂纳米材料的制备
• 2的制备'>2.2.3.2 0.5wt%Pt-S-TiO₂的制备
• 2的制备'>2.2.3.3 Eosin Y-Pt-S-TiO₂的制备
• 2.2.4 光催化反应
• 2.2.4.1 三乙醇胺溶液的配制
• 2的可见光光催化反应'>2.2.4.2 Eosin Y-Pt-S-TiO₂的可见光光催化反应
• 2.3 结果与讨论
• 2光催化剂的可见光制氢活性'>2.3.1 Eosin Y-Pt-S-TiO₂光催化剂的可见光制氢活性
• 2.3.2 XRD分析
• 2.3.3 BET、吸附量分析
• 2.3.4 UV-Vis DRS分析
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 2的可见光催化制氢性能'>第三章 伊红-Y敏化硅掺杂TiO₂的可见光催化制氢性能
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 主要实验仪器
• 3.2.3 催化剂的制备
• 2、Si-TiO₂纳米材料的制备'>3.2.3.1 TiO₂、Si-TiO₂纳米材料的制备
• 2、0.5wt%Pt-Si-TiO₂的制备'>3.2.3.2 0.5wt%Pt-TiO₂、0.5wt%Pt-Si-TiO₂的制备
• 2、Eosin Y-Pt-Si-TiO₂的制备'>3.2.3.3 Eosin Y-Pt-TiO₂、Eosin Y-Pt-Si-TiO₂的制备
• 3.2.4 光催化反应
• 3.2.4.1 三乙醇胺溶液的配制
• 2、Eosin Y-Pt-Si-TiO₂的可见光光催化反应'>3.2.4.2 Eosin Y-Pt-TiO₂、Eosin Y-Pt-Si-TiO₂的可见光光催化反应
• 3.2.5 吸附量测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 XRD分析
• 3.3.2 BET、吸附量分析
• 3.3.3 UV-Vis DRS分析
• 2、Eosin Y-Pt-Si-TiO₂光催化剂的稳定性'>3.3.4 Eosin Y-Pt-TiO₂、Eosin Y-Pt-Si-TiO₂光催化剂的稳定性
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 结论
• 致谢
• 参考文献