2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、鉭基納米光催化材料具有較高的導帶位置,其光生電子有較強的還原能力,因此,使其在光催化分解水制取氫氣領域有著非常廣闊的前景。本文采用水熱法和煅燒法成功制得了(NH4)2Ta2O3F6納米管、Ta2O5納米片、Na2Ta2O6和NaTaO3納米粒子光催化劑。并研究了負載貴金屬Pt對(NH4)2Ta2O3F6納米管和Ta2O5納米片光催化制氫活性的影響。本文運用SEM、TEM、EDS、XRD、BET、XPS和UV-Vis DRS等測試方法,討

2、論了所制備光催化劑的形貌、大小、元素組成、晶體結構以及對光譜的響應區(qū)域,并對其光催化分解水制取氫氣的活性進行了研究和探討。
  首先,采用水熱合成法,在不同的水熱條件下制得了形貌不同的鉭基納米材料。實驗結果表明,在HF為0.2 mL,水熱溫度180℃,水熱時間為24 h這一條件下,合成的(NH4)2Ta2O3F6納米管較長,管徑均一,且為暴露{202}晶面的斜方晶系(NH4)2Ta2O3F6單晶半導體材料。DRS測試顯示,(NH4

3、)2Ta2O3F6納米管在紫外光區(qū)域有很強的吸收,且光催化劑的禁帶寬度是3.67 eV。同時,對樣品進行了9個小時的制氫循環(huán)穩(wěn)定性測試,可知納米管有很好的制氫穩(wěn)定性。為了提高(NH4)2Ta2O3F6納米管的光催化制氫活性,運用了光化學還原法,在(NH4)2Ta2O3F6納米管的表面上負載了Pt貴金屬。實驗結果表明,當Pt的負載量為0.6%時,其光催化分解水制氫活性最高,是未負載(NH4)2Ta2O3F6納米管的1.46倍。
  

4、其次,以(NH4)2Ta2O3F6納米管為前驅體,在不同的煅燒條件下對樣品進行了煅燒,從SEM的分析結果可知,在300℃煅燒2 h的條件下,制備出了厚度均一,棱角清晰的納米片狀結構的樣品。由XRD分析結果表明,所制得的納米片為斜方晶系的Ta2O5,并且該樣品有很好的結晶度。在紫外光照射下,對制備的Ta2O5納米片和商業(yè) Ta2O5的光催化制氫活性和循環(huán)穩(wěn)定性進行了測試,實驗結果表明,Ta2O5納米片的制氫活性是商業(yè)Ta2O5的3倍,且兩

5、種Ta2O5均具有很好的制氫穩(wěn)定性。此外,對Ta2O5納米片進行了貴金屬Pt的負載,并對其在不同體系中的可見光催化制氫活性進行了測試。
  最后,運用水熱合成法,在不同的NaOH濃度下,制備出了Na2Ta2O6和NaTaO3納米粒子光催化劑。SEM分析顯示,所制備的樣品均為尺寸很小的納米粒子。XRD分析結果表明,當NaOH濃度由0.5 mol/L增大到1.0 mol/L時,所制備的樣品由Na2Ta2O6轉變?yōu)?NaTaO3。同時,

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