TiO_2纳米管阵列电极制备与光催化制氢性能的关系

摘要

通过正交试验分析不同阳极氧化电压、氧化时间、氧化次数以及热处理温度对TiO2纳米管阵列电极性能的影响机理,使用电化学工作站测试电极光电化学性能,结合扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外–可见漫反射光谱等表征手段着重研究影响电极催化性能的内在机理。结果表明:不同阳极氧化和热处理使电极获得不同的微观结构和晶型,导致电极光催化性能差异明显。60V恒压下1次阳极氧化1h的样品经500℃热处理后,保持规整的纳米管阵列结构和较大的活性面积,并获得了特殊的分层混晶结构,具有较好的催化活性。同时,使用同一电极进行多次光催化制氢反应。紫外光照下,在0.5mol/LNa2SO4+0.5 mol/L乙二醇水溶液中,0.5 V偏压下获得了5.3 mL/(h cm2)的稳定产氢速率,证明电极具有稳定的光催化制氢活性。