Keggin型钨硅酸铯光电化学及光催化制氢性质的研究

论文摘要

太阳能分解水制氢被认为是获取氢能的最理想途径。论文制备了一种硅钨酸铯光电材料，利用红外光谱（IR）、X-射线粉末衍射（XRD）、热重-热差曲线（TG-DTA）、紫外-可见漫反射（UV-vis/DRS）、透射电镜（TEM）和N2吸附-脱附等技术对其组成、结构和形貌进行了表征。结果表明：它的分子式为Cs3HSiW12O40·5.5H2O，属于立方晶系，形貌为球形，粒径大小在100-300nm之间，比表面积为124.6m2/g，在200-400nm有很强的紫外吸收。光电化学实验表明，钨硅酸铯是一个良好的光电材料，其光电流最高可达0.1V，并且具有很好的稳定性。将TiO2与CsSiW12物理混合制成光电极，产生的光电流高于单纯TiO2或CsSiW12光电极所产生的光电流。多相光催化制氢实验表明，在含有0.2g0.6%Pt/CsSiW12光催化剂的100mL20%甲醇-水体系中，在125W Hg灯照射下，平均产氢速率为54μmol/h/g，并且光催化速率随着催化剂含量的增加而增大。该催化剂在循环使用中活性基本保持不变。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 氢能的意义
• 1.2 半导体光催化分解水制氢原理及提高光催化效率的途径
• 1.3 多金属氧酸盐的光电催化及光催化化学
• 1.3.1 多酸的光催化
• 1.3.2 多酸的光电催化
• 1.4 课题的选择和目的
• 1.5 实验试剂和测试手段
• 12的制备及光电催化水制氢性质的研究'>2 CsSiW₁₂的制备及光电催化水制氢性质的研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 样品的制备
• 2.1.2 光电化学测试方法
• 12光电材料的表征'>2.2 CsSiW₁₂光电材料的表征
• 2.2.1 IR 结果分析
• 2.2.2 XRD 结果分析
• 2.2.3 TG-DTA 结果分析
• 2吸附-脱附结果分析'>2.2.4 TEM 及 N₂吸附-脱附结果分析
• 2.2.5 UV-vis/DRS 结果分析
• 12膜的表征结果'>2.3 CsSiW₁₂膜的表征结果
• 2.3.1 IR 结果分析
• 2.3.2 XRD 结果分析
• 2.4 光电催化实验结果分析
• 12修饰的 TiO₂光电极的光电催化性能'>2.5 CsSiW₁₂修饰的 TiO₂光电极的光电催化性能
• 2.6 小结
• 3 Keggin 型杂多酸铯盐光催化水制氢性质的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 样品的制备
• 3.1.2 光催化制氢测试
• 3.2 表征结果
• 3.2.1 IR 结果分析
• 3.2.2 XRD 结果分析
• 3.3 光催化制氢实验结果分析
• 12光催化制氢结果分析'>3.3.1 CsSiW₁₂光催化制氢结果分析
• 3.3.2 催化剂含量及组成对光催化产氢速率的影响
• 3.4 光催化表征结果
• 3.4.1 IR 分析
• 3.4.2 XRD 分析
• 3.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 光催化制氢实验数据
• 硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢