石墨烯復合光催化劑的解水制備氫氣能力如何？

石墨烯復合光催化劑的解水制備氫氣能力如何？

石墨烯復合光催化劑的解水制備氫氣能力
石墨粉,石墨烯雜化鈦酸納米管復合光催化劑的分解水制備氫氣能力。分析石墨烯含量和水熱反應溫度對其分解水制備氫氣的活性的影響。制備并表征大比表面積的石墨烯雜化鈦酸納米管復合光催化劑,考察其催化性能和催化機理。所有制備的復合光催化劑都具有良好的光催化性能和可見光活性,在可見光照射條件下其降解羅丹明-B的速率常數是原先文獻中報道的二氧化鈦類光催化劑的5倍之多。目前,石墨烯雜化的P25和石墨烯雜化的銳鈦礦型納米二氧化鈦顆粒復合光催化劑已經被成功制備,并且具有優異的光催化活性。石墨烯和鈦酸納米管之間存在著協同作用,只有當石墨烯的含量適中才能使得產物具有最高的光催化活性。但是由于P25和二氧化鈦納米顆粒形貌的限制,目前所制備的復合光催化劑的比表面積都比較小,這導致其吸附污染物的能力有限,限制了其光催化活性的進一步提高。首次實現了石墨烯和管狀二氧化鈦類物質的結合。石墨烯含量和水熱反應溫度對產物光催化性能的影響,并優化了石墨烯含量和水熱反應溫度。制備的復合光催化劑的比表面積是原來文獻中報道的石墨烯雜化二氧化鈦納米顆粒復合光催化劑的比表面積的10倍以上,實現了大比表面的石墨烯-鈦酸納米管復合光催化劑的制備。
石墨顆粒通過對復合光催化劑降解羅丹明-B的研究發現在可見光照射下石墨烯扮演光敏化劑的角色。而在紫外光照射下石墨烯的存在可以提高鈦酸納米管中光生電子-空穴對的分離,提高光生電子和空穴的利用率。另外水熱反應溫度對復合光催化劑的催化性能也有重要的影響,水熱溫度較低的產物具有相對較大的比表面積和較強的吸附能力.發現石墨烯的含量過高或過低都不利于復合光催化劑的催化活性。隨著環境污染的日益嚴重,半導體光催化劑的發展引起了人們的關注和興趣。采用化學還原的石墨烯,P25和納米級銳鈦礦型二氧化鈦顆粒為原料,運用水熱法制備了一系列石墨烯雜化鈦酸納米管的復合光催化劑。并運用EPR和光電流等測試證明復合光催化劑可見光活性的來源是石墨烯的敏化作用。提出石墨烯雜化復合光催化劑分別在紫外光和可見光照射下降解羅丹明-B的機制。由于新興材料石墨烯具有獨特的電學和光學性質,石墨烯雜化二氧化鈦復合光催化劑已經引起了科研人員極大的關注。因此低溫水熱法制備的復合光催化劑具有更優異的催化性能。制備的復合光催化劑進行表征,并由產物形貌,光學性質以及元素化學態等結果對石墨烯含量影響復合光催化劑催化能力進行解釋。

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