Co-%272%2b-改性TiO-%2c2-光催化剂光电化学行为的研究.pdfVIP

2004’全国太阳能光化学与光催化学术会议专辑 2叭 C02+改性Ti02光催化剂光电化学行为研究 149 昊玉琪．吕功煊’，李树本‘ (中国科学院兰州化学物理研究所羰基台成与选择氧化国家重点实验室t兰州，730000) 关键词： 光催化光电化学CoO—Ti02制氢 镰烈曲深入了解Co掺杂Ti02光催化剂在光催化分解水制氢反应中的性能和发展新型廉价的光解水 制氢催化剂，本文利用连续瞬间电流一时间响应和循环伏安法等电化学方法对极微量C02+改性Ti02 光催化剂的光电化学行为进行了研究，重点考察了不同co担载量光催化剂在紫外和可见光光照条件 下电流响敷强度和起始响应速率的差剐及暗态和光照条件下光催化析氢电位变化等光电化学行为。 研究表明，C02+离子以CoO；形式存在于Ti02表面，很明显地增强了Ti02的光电流响应强度∥ 《．．‘_、葺lU {_、葛-tjU Time／sec TI“。，5。。 A B 圈1．O．O‰O．40／胡x0 3．0％Coffi02光催化剂紫外光照(A)和可见光照(B)瞬态光电流响应曲线图 Fig．1．Unbiasedphotoeurrent successivesudden and changes correspondingto switchingon Visibleofthe and and light O．O‰0．40／03．0％Co／Ti02 photocatalysts． 作电极，分别在紫外和可见光照下考察5min内零偏压连续瞬间电流随着时间变化的情况。可以清楚 地看到，紫外光照射下(图IA)，Co”改性明显增强了Ti02的光电流响应强度，其相对大小顺序为： 件相同的情况下，利用可见光源照射时情况如图1B所示，除光电流响应强度总体下降在预料之中外， 2第一作者：吴玉琪，男，1972年8月出生，本科学历，助理研究员 ’通讯联系人：TcⅣF“：(0931)4968178 E-mail：gKlH@Ds!也：堑：￡n 分会口头报告五、光催化反应机理及动力学研究之一 其它结果与紫外光照射时有明显不同：光电流响应强度的相对大小顺序变成了O．4％Co0．0％Co 3．0％Co；光电流起始响应速度十分接近。 +1．4V．结果如图2A和B所示)。光照条件分暗态和紫外光照两种情况，光路开关控制方法在其它 文章中有描述。从图2A中的循环伏安曲线图中可以看到，暗态条件下析氢电位没有明显的变化， 但在开启光源控制挡板用紫外光照射时(图2B)，三种特征催化剂样品的光析氢电位有所不同， 0．0％Co，O．4％Co，3．0％Co催化剂的光催化析氢电位依次为-0．515、‘．0．430V．o．445V(vsSCE)，这说 催化剂表现最为突出。另外也可以看到光电流响应也有了明显的增加，这一现象与前面连续瞬间电 流一时间响应曲线反应的结论一致。 本文实验说明Ti02半导体光催化剂可以通过Co”掺杂明显地改善其光电催化放氢的性能，这意 味着可以利用相对较廉价的过渡金属制备高效的光解水制氢催化剂。 《，6H、苫E■U PotenHm，VV。ScE