光催化剂的制备及光催化降解甘油制氢的研究

论文摘要

本文利用废水当中的有机污染物为电子给体，研究了在Pt／TiO2上的光催化制氢反应以及污染物自身的一些降解规律；研究了铟酸盐可见光催化剂的制备、改性及其光催化制氢性能。我们的工作分为两个部分。第一部分研究了以甘油为电子给体在Pt／TiO2上光催化生成氢的反应。结果表明甘油能显著地提高光催化放氢效率，并且其自身的降解活性也很好。研究了反应时间、甘油起始浓度、溶液pH值、甘油废水中共存物对光催化放氢的影响。甘油光催化降解最终产物是H2O和CO2，检测到了甘油醛、羟基乙醛、羟基乙酸、甲醛等中间产物。探讨了可能的反应机理。第二部分以硫酸铟、硫脲、硫酸锌、硝酸银为原料，用水热法制备了In（OH）ySz∶Zn及In（OH）ySz∶Zn∶Ag可见光催化剂。借助X射线衍射（XRD）、UV-Vis漫反射对催化剂进行了表征。以可见光光催化制氢为探针反应考察了制备催化剂的活性。Ag+掺杂显著地提高了催化剂的可见光活性。相对于In（OH）ySz∶Zn，掺Ag+后的催化剂光的吸收边带明显红移。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 光催化分解水制氢原理
• 1.3 光催化反应途径
• 1.4 电子给体对光催化制氢反应的影响
• 1.4.1 电子给体对逆反应及电子-空穴再复合的抑制
• 1.4.2 电子给体对催化剂稳定性的影响
• 1.5 影响光催化反应的其他因素
• 1.5.1 催化剂种类的影响
• 1.5.2 催化剂晶体结构的影响
• 1.5.3 离子掺杂
• 1.5.4 半导体复合
• 1.5.5 染料光敏化
• 1.5.6 溶液pH值的影响
• 1.5.7 光源的影响
• 1.5.8 反应物浓度的影响
• 1.5.9 温度的影响
• 1.5.10 体系中无机离子的影响
• 1.6 光催化反应过程中的分析技术
• 1.6.1 动力学研究
• 1.6.2 降解产物的鉴定及反应机理的研究
• 1.6.3 样品的前处理
• 1.6.4 羟基自由基的检测和测定方法
• 1.7 光催化反应动力学
• 1.7.1 Langmuir-Hinshelwood动力学模型
• 1.7.2 其他动力学模型
• 1.8 光催化制氢及降解研究工作的新进展
• 1.8.1 可见光化的半导体催化剂
• 1.8.1.1 含钛催化剂
• 1.8.1.2 钽酸盐
• 1.8.1.3 铌酸盐
• 1.8.1.4 多元硫化物
• 1.8.1.5 杂多酸及其盐光催化剂
• 1.8.2 光催化降解
• 1.8.2.1 芳香族有机物
• 1.8.2.2 含氯有机物
• 1.8.2.2 含氧、氮、硫有机物
• 1.8.3 光催化降解同时制氢
• 1.9 研究展望
• 1.10 本课题的意义
• 1.11 创新之处
• 2光催化制氢'>第二章 利用甘油废水Pt/TiO₂光催化制氢
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要药品
• 2.2.2 主要实验仪器
• 2.2.3 光催化剂的制备
• 2.2.4 光催化反应
• 2.2.5 吸附实验
• 2.2.6 液相反应产物的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 时间的影响
• 2.3.2 浓度的影响
• 2.3.3 pH的影响
• 2.3.4 共存物的影响
• 2.3.5 液相反应产物监测结果
• 2.3.6 反应机理探讨
• 2.4 小论
• 2-取代Zn²⁺、Ag⁺共掺杂In（OH）₃固溶体的制备及其可见光光催化制氢的研究'>第三章 S^2-取代Zn²⁺、Ag⁺共掺杂In（OH）₃固溶体的制备及其可见光光催化制氢的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要药品
• 3.2.2 主要实验仪器
• 3.2.3 光催化剂的制备
• 3.2.4 光催化反应
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 光催化活性评价
• 3.3.2 样品的表征
• 3.3.2.2 UV-Vis漫反射图谱分析
• 3.3.2.2 XRD分析
• 3.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录