RGO-In(OH)ySz-Znx納米結(jié)構(gòu)的綠色合成及可見光催化制氫研究.pdf

1、開發(fā)在可見光領(lǐng)域內(nèi)高活性、長壽命、環(huán)境友好、且原料低廉的新型光催化劑是實現(xiàn)利用太陽光光催化分解水產(chǎn)氫的關(guān)鍵。本工作旨在通過引入具有不同能級的陰、陽離子，設(shè)計合成能帶結(jié)構(gòu)與水的氧化還原電位相匹配的新型硫取代氫氧化物光催化劑;并以高質(zhì)量的石墨烯納米片替代貴金屬為助催化劑、以L-胱氨酸作硫源、絡(luò)合劑及還原劑，采用溫和的水熱制備技術(shù)原位構(gòu)建硫取代氫氧化物/石墨烯納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，發(fā)揮二者的協(xié)同作用，實現(xiàn)光生載流子在納米結(jié)構(gòu)內(nèi)部的高效矢量傳遞，改善材

2、料的活性和穩(wěn)定性。
　　(1)以In(NO3)3·4.5H2O為In3+源，NaOH為堿性調(diào)節(jié)劑，通過In3+在強堿性環(huán)境中水解獲得晶化度非常高的立方相In(OH)3片狀結(jié)構(gòu);其紫外可見吸收光譜表明In(OH)3在深紫外區(qū)顯示強吸收，Eg=5.15eV。
　　(2)以經(jīng)濟環(huán)保的生物小分子L-胱氨酸作S源及結(jié)構(gòu)導(dǎo)向材料、In(NO3)3·4.5H2O為In3+源、NaOH為pH調(diào)節(jié)劑，利用水熱法制各了一系列具有立方相結(jié)構(gòu)的S取

3、代In(OH)3(記為In(OH)ySz)固溶體催化劑。與In(OH)3相對比，In(OH)ySz的禁帶寬度明顯減小，其吸收帶邊紅移至可見區(qū)，且隨S摻雜量的增加，吸收邊紅移程度明顯，原因在于In(OH)ySz的價帶主要由S3p和O2p的雜化軌道構(gòu)成，而S3p軌道能級比O2p軌道能級更負(fù)。
　　(3)以L-胱氨酸作硫源、In(NO3)3·4.5H2O為In3+源、Zn(CH3COO)2·2H2O為Zn2+源、NaOH為pH調(diào)節(jié)劑，制

4、備了Zn與S共摻雜的In(OH)3(記為In(OH)ySz∶Znx)。In(OH)ySz∶Znx在可見區(qū)呈現(xiàn)強吸收，帶隙為1.8～2.3eV。在可見光（λ＞420nm）照射、Na2S-Na2SO3溶液中，In(OH)ySz∶Znx顯示出一定的光催化制氫性能。
　　(4)以L-胱氨酸作硫源、絡(luò)合劑及還原劑、In(NO3)3·4.5H2O為In3+源、Zn(CH3COO)2·2H2O為Zn2+源、NaOH為pH調(diào)節(jié)劑利用一步水熱技術(shù)原