太阳能光转化用Ni基多元助催化剂的制备及性能研究

【摘要】：通过半导体的光催化作用将太阳能转化成储存在反应产物中的化学能是一种有效的太阳能利用方式,特别是将太阳能转化成清洁能源—氢能被认为是理想的太阳能光-化学转化利用,引起科研人员极大的重视。目前单一的光催化材料很难实现太阳能的高效转化,构建高效、稳定的光催化材料体系是突破光催化过程中效率低这一瓶颈问题的关键。本论文选择具有可见光响应的半导体材料硫化镉(Cd S)为基体,在其上负载Ni基多元助催化剂,以实现光生载流子在Cd S表面的快速转移和分离,从而提高Cd S的光催化性能。本论文首先通过水热法制备出Cd S微米球,接着用化学沉淀法将镍的氢氧硫化合物(Ni Sx(OH)y)负载在Cd S上,负载量为1 wt%。之后将制备的Ni Sx(OH)y-Cd S样品在管式炉中氩气气氛下进行不同温度的热处理,以制备不同组分组成的Ni基多元助催化剂。通过XED、SEM、TEM对所得样品进行了观察表征,结果发现:化学沉淀制得的原始Ni Sx(OH)y的组成成分是Ni(OH)2、Ni3S2和Nix S6,将其在150 o C热处理所得Ni Sx(OH)y的组成成分是Ni(OH)2和Ni S2,在300 oC热处理所得Ni Sx(OH)y的组成成分是Ni S、Ni S2和Ni O(无定形态),在400 o C热处理所得Ni Sx(OH)y的组成成分是Ni S和Ni O(结晶态)。通过荧光光谱表征可知道,不同组分的Ni基多元助催化剂对Cd S上光生载流子的分离都有促进作用,且随着组分的不同促进作用有显著的差异。光解水制氢性能测试表明,所有Ni基复合相助催化剂对Cd S的产氢速率都有很大的提高作用,且提高幅度与它们对Cd S上光生载流子分离的促进程度总体上是正相关的,其中Ni S和Ni O(结晶态)组成的助催化剂对Cd S产氢速率的提高幅度最大,达到52.4倍。 【作者单位】：沈阳化工大学 中国科学院金属研究所
【关键词】：硫化镉 Ni基助催化剂 光催化 分解水
【分类号】：O643.36;TQ116.2
【正文快照】： 太阳能光转化用Ni基多元助催化剂的制备及性能研究@谢英鹏$沈阳化工大学!辽宁省沈阳经济技术开发区11号街110142 @王国胜$沈阳化工大学!辽宁省沈阳经济技术开发区11号街110142 @刘岗$中国科学院金属研究所!辽宁省沈阳市沈河区文化路72号110116通过半导体的光催化作用将太

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