改性TiO2的制备表征及光解水制氢性能研究分析论文.docVIP

改性TiO2光电催化特性研究 尚世通2，张雷1，何随1，郝慧聪1，王德英1.2 （1.烟台大学，山东 烟台 264005；2.东北电力大学，吉林 132012） 摘 要；以陶粒为载体，采用改进的溶胶-凝胶法制备B、Ni共掺杂陶粒负载纳米TiO2光催化剂。利用XRD,TG-DTA,FT-IR等手段对其组成、结构等进行分析和表征。以250W紫外灯为光源，三乙胺为目标污染物和电子给体，考察了B-Ni2O3-TiO2/陶粒合成体降解污染物耦合光解水制氢的光催化性能；结果表明：所制得的B-Ni2O3-TiO2/陶粒催化剂具有较高的产氢效率，并探讨了焙烧温度、三乙胺溶液初始浓度等对催化剂光催化活性的影响。 关键词：B-Ni2O3-TiO2/陶粒;有机污染物；光催化降解；制氢 Preparation and characterization of modified TiO2 and the performance of photocatalytic decomposition of water into hydrogen SHANG Shi-tong2,ZHANG Lei1, Hesui1，HAO Hui-cong1, ,WANG De-ying1,2 (1.Yantai University，Shandong Yantai 26400, China;2. Northeast Dianli University，Jilin，132012, ChinaAbstract: B-Ni2O3-TiO2/haydite composite photocatalysts were prepared via modified sol-gel method by a carrier of haydite,The as-prepared composites were analysed and characterized with regard to their components, structure etc. by XRD, TG-DTA and FT-IR. Using triethylamine as the pollutants and electron donors, photocatalytic hydrogen generation and decomposition of the pollutants over B-Ni2O3-TiO2/haydite were studied by 250W UV lamp. It is showed that this preparation leads to a highly photocatalytic hydrogen generation activity. Meanwhile the effects of calcination temperature and concentration of the pollutants on photocatalytic hydrogen generation were also investigated. 21世纪以来，能源危机和环境污染日益严重，成为制约经济与社会发展的关键问题；因此，当前在设法降低现有常规能源造成环境污染的同时，开发可循环使用的清洁能源对于发展国民经济、实现可持续发展战略具有重大的意义[1,2]。而氢气作为二次能源载体，具有清洁、高效、可贮存、可运输等诸多优点,传统的化学制氢方法需要消耗大量的电力或矿物资源,生产成本也普遍较高。太阳能光解水制氢是利用太阳光的能量,在催化剂的作用下分解水产生氢气[3]；由于水和阳光是自然界中资源最丰富、使用成本最低廉的物质 ,光催化分解水制氢正成为光催化和氢能源领域的研究热点[4-7 ]。TiO2因具有价廉、无毒、化学与光化学性能稳定和使用寿命长等优点而倍受青睐；但粉末TiO2在使用过程中存在易积聚、对微量有机物吸附性差和TiO2粉体从被降解物系中分离、回收、再利用困难等问题，应用受到限制；因此寻找适宜的载体提高负载型催化剂的光催化活性成为目前研究的重要课题之一[8-9]。陶粒具有多微孔，比表面积较大、吸附能力强，强度高、使用寿命长、耐腐蚀，Ni共掺杂陶粒负载纳米TiO2光催化剂，以三乙胺为电子给体，通过对污染物的光催化降解耦合光解水制氢实验考察了催化剂的光催化活性。 1 实验 1.1 实验材料与仪器 实验材料：钛酸丁酯(上海三爱思试剂有限公司)，(分析纯，天津市博迪化工有限公司)，氢氧化钠(分析纯,天津市福晨化学试剂厂)，三乙胺(分析纯，上海试剂四厂 )，陶粒(河南省巩义市华龙滤料厂日本岛津XRD-7000型衍射