電子給體存在下的NaC1鹽水光催化制氫.pdf

1、氫能是一種新世紀理想的綠色能源,但氫在大氣中并不存在,它大量地存在于各種水中。雖然地球上的水量是極其豐富的,但水圈內水量的分布是不均勻的,大部分水儲存在低洼的海洋中,淡水僅占總水量的2.53％。另外我國西部日照時間長,太陽光強度大,存在許多鹽湖,所以研究海水和鹽湖鹵水體系的光催化制氫是有重要意義的。由于海水和鹽湖鹵水的主要成分都是NaCl,所以本論文研究了Pt-TiO2,堿式氧硫鋅固溶體(ZnOxS1-x-0.5y(OH)y-ZnO)在

2、NaCl體系中的光催化制氫性能,研究內容分為兩個部分:
　　 第一部分研究了電子給體存在時,電解質NaCl-作為天然鹽水的主要成分,對Pt／TiO2光催化制氫的影響。電解質NaCl和電子給體在TiO2表面的吸附行為和表面反應通過電泳分析和ATR IR來表征。在酸性條件下,Cl-離子吸附在TiO2表面,而在堿性和中性條件下,Na+離子吸附在TiO2表面。乙醇為電子給體時,當CNacl<0.10 mol L-1時,Pt／TiO2光催

3、化制氫活性隨NaCl濃度的增加而升高；而當CNaCl>0.10 mol L-1時,光催化活性隨NaCl濃度的增加而降低。不同pH值的活性順序為:堿性>中性>酸性。在以甲酸和草酸為電子給體時,光催化活性由于吸附的Cl-離子的作用隨NaCl濃度的增加而降低。Na+離子能影響乙醇在TiO2表面的吸附。并研究了可能的反應機理。
　　 第二部分研究了ZnS1-x-0.5yOx(OH)y-ZnO在以Na2S-Na2SO3為電子給體時,在Na

4、Cl鹽水中的光催化制氫性能。NaCl能顯著影響光催化制氫活性,取決于NaCl的濃度。當NaCl濃度較低時,放氫活性比純水體系低,而當NaCl濃度較高時,光催化活性比純水高。在3.0 mol L-1NaCl時的活性是0 mol L-1NaCl時的1.72倍。這說明我們可以構建一個含催化劑、電子給體的高效的鹽水反應體系。這對實際應用是有重要意義的。NaCl不僅降低了ZnS1-x-0.5yOx(OH)y-ZnO的表面電荷,也降低了ZnS1-x