光解水

摘要： 采用水热法制备了石墨烯基二氧化钛复合光催化材料,运用多种分析手段(TEM、XRD、FT-IR、BET及UV-Vis)对其结构进行了表征,研究了其光催化分解水产氢的活性,探讨了材料组成、结构与性能之间的相互影响。结果表明,片状石墨烯与在其表面生长的纳米TiO_(2)颗粒之间具有强烈的协同作用,不仅改善了光催化复合材料的比表面积,促进了活性组分的高度分散,并且提高了材料在可见光区域的响应强度,有效地阻止了光生电子和空穴的复合,大大提高了该复合材料的光催化产氢效率。当石墨烯含量为8%时的复合材料光解水产氢效果最好,产氢速率为120.59μmol·g^(-1)·h^(-1)。循环测试结果表明该复合材料具有很好的光催化稳定性。

摘要： 石墨相氮化碳(g-C3N4)由于具有对可见光吸收范围较窄和光生载流子分离效率低等缺陷,其光解水产氢活性较差.我们采用简单的一步热共聚法,以尿素和2,4,6-三氨基嘧啶(TAPD)混合物为前驱物,制备碳自掺杂纳米片(CNNS-x,xmg代表掺入TAPD的质量).X射线衍射(XRD)、元素分析(EA)和X射线光电子能谱(XPS)等测试结果表明,来自TAPD的嘧啶环成功引入g-C3N4共轭体系中,使所得的CNNS-x具有较窄的带隙,较快的光生载流子迁移速率,从而提高其对可见光的吸收效率和光生载流子的分离效率.得益于此,CNNS-x在可见光照射下表现出较好的光解水产氢活性.特别是CNNS-30具有最佳光解水性能,其产氢速率可达57.6 μmol· h-1,是g-C3N4纳米片(CNNS)的4倍.

摘要： 采用水热法制备W18 O49/C-TiO2直接Z型光催化剂.使用XRD,SEM,TEM,HRTEM,PL等测试手段对样品的结构、形貌、光生载流子的输运特性及能带结构进行表征.在模拟太阳光照射下,不添加任何牺牲剂,研究样品的光解水制氢性能及其量子效率.结果表明:W18 O49/C-TiO2直接Z型光催化剂的构建显著提高催化剂的光吸收性能,加速光生电荷的分离和传输,使更多的光生电子参与光催化还原反应,从而使样品具有高效的光催化活性.光解水制氢测试显示,W18 O49/C-TiO2直接Z型异质结在模拟太阳光照射下,在不添加任何牺牲剂的条件下,产氢速率达209μmol·h-1·g-1,并具有较强的光催化稳定性,在24 h的循环测试中,产氢量保持不变.

摘要： 光电化学分解水可将太阳能转换为绿色的氢能,为目前的能源危机和环境问题提供了一种理想的解决方案.在分解水反应中,涉及四空穴过程的产氧半反应是制约性能的关键步骤,往往需要在半导体表面沉积电催化剂以加速产氧反应动力学.因此,全面理解电催化剂在光电化学分解水体系中的作用至关重要.在目前的产氧电催化剂中,过渡金属羟基氧化物电催化剂(MOOH,M=Fe,Co,Ni)因其环保、廉价、高效以及稳定的特性,已被广泛用于半导体光阳极分解水器件中.而且,MOOH可用简单的电沉积方法沉积在光电极表面,易于大面积制备.然而,电沉积法制备的MOOH具有复杂的结构,对其作用机制的全面理解更加困难.因此,本文以电沉积MOOH修饰的硅基光阳极(n+p-Si/SiOx/Fe/FeOx/MOOH)作为模型,研究了不同电催化剂对硅光阳极光电化学产氧性能的影响.实验发现电催化剂的界面优化在电催化剂修饰的光电极中发挥着重要作用,这是因为优化的界面可以提升界面电荷传输,提供更多的催化反应活性位点以及更高的本征催化活性,从而更有利于光解水性能的提升.该项研究揭示了电催化剂在光解水器件中的作用,并为今后高效光解水器件的设计提供了一定指导.首先在多晶n+p-Si基底上热蒸镀了一层30 nm的金属Fe膜,并通过电化学活化将Fe膜表面转换为FeOx得到Fe/FeOx(记作aFe)界面层,然后利用电沉积方法制备MOOH表面修饰层,最终得到n+p-Si/SiOx/aFe:MOOH光阳极.X射线光电子能谱、拉曼光谱以及扫描电子显微镜表面元素成像的表征结果均证实电极表面由于界面层金属Fe元素的掺杂而形成了Fe1-xNixOOH.在模拟太阳光下用于光解水产氧时,n+p-Si/SiOx/aFe:NiOOH电极的起始电位为～1.01 VRHE(相对于可逆氢电极的电势),在1.23 VRHE下的光电流为38.82 mA cm–2,显著优于n+p-Si/SiOx/aFe、n+p-Si/SiOx/aFe:FeOOH以及n+p-Si/SiOx/aFe:CoOOH三个对比样品,且其稳定性达到75 h.另外,我们发现n+p-Si/SiOx/aFe:MOOH电极的光电化学产氧性能均显著高于n+p-Si/SiOx/aFe电极,且p++-Si/SiOx/aFe:MOOH的电催化产氧性能也高于p++-Si/SiOx/MOOH,不仅证明了aFe界面层对Si与MOOH层之间的界面接触作用的有效调控,而且表明双电催化剂体系(aFe:MOOH)的电催化产氧活性高于单电催化剂(MOOH).热力学分析表明,n+p-Si/SiOx/aFe:MOOH光阳极的光电压大小与其光解水产氧性能并不一致,从而排除了热力学因素对性能的关键影响.进一步从塔菲尔斜率、电化学活性表面积和电化学阻抗谱对各电极的动力学进行了分析,证明了动力学因素在上述光阳极产氧性能中的主导作用.同时发现,由于aFe:NiOOH双电催化剂具有更高的本征电催化产氧性能,提供了更多的表面活性位点以及更有效地促进了光生载流子的传输,对动力学的提升效果更显著,从而使n+p-Si/SiOx/aFe:NiOOH光阳极表现出最高的光解水产氧性能.

摘要： 利用太阳能光催化分解水制氢是解决未来能源危机的前景方案之一,各种具有新颖结构的、高效的光催化剂正不断被开发出来.利用金属配合物的设计思路,以掺杂的方式对g-C_(3)N_(4)基光催化剂进行改良,制备出具有高稳定性、高活性的Co-L/g-C_(3)N_(4)复合材料.使用XRD、SEM手段对复合材料进行表征,并利用荧光分光光度计验证配合物的加入对光生载流子的影响.实验测定了在模拟太阳光照射下Co-L/g-C_(3)N_(4)复合材料光催化产氢速率为101.233μmol/g/h,相比纯相g-C_(3)N_(4)提升了14倍,且该复合材料具有较好的可重复利用性,并推测了可能的光催化机理.

摘要： 光解水制氢技术有利于能源优化和环境保护,具有广阔的应用前景.表征测试技术可获得材料的化学成分、晶体结构、显微结构、发光性能等相关信息,对光解水制氢材料的研究、发展和应用至关重要.本文简要介绍了光解水制氢的机理和工作过程,概述了光解水制氢材料的主要表征技术如扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射能谱、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱、比表面积测定等,以及光解水制氢技术的研究现状和发展趋势.

摘要： 本文通过程序升温水热法结合水浴方式制备了 CdIn2S4/ZnO复合材料,并采用XRD、XPS、UV-Vis/DRS、SEM、N2吸附-脱附等对复合材料的晶形结构和表面物理化学性质进行了表征.结果表明,相比于单体ZnO,微球形复合材料CdIn2S4/ZnO晶型结构更加优异,孔径分布更加均匀,比表面积明显增大,其光吸收范围拓展至可见光区.多模式光催化降解染料亚甲基蓝的实验结果显示,微球形复合材料CdIn2S4/ZnO的光催化活性优于单体ZnO和CdIn2S4,其中CdIn2S4/ZnO摩尔比为1∶5时复合材料的活性最好,其对不同有机污染物均具有光降解能力;另外,光解水制氢实验结果显示,在8h内产氢量达到310.2μmol/g,表明该复合材料具有优异的光解水制氢性能.

摘要： 利用太阳能光催化分解水制氢是解决未来能源危机的前景方案之一,各种具有新颖结构的、高效的光催化剂正不断被开发出来.利用金属配合物的设计思路,以掺杂的方式对g-C3 N4基光催化剂进行改良,制备出具有高稳定性、高活性的Co-L/g-C3 N4复合材料.使用XRD、SEM手段对复合材料进行表征,并利用荧光分光光度计验证配合物的加入对光生载流子的影响.实验测定了在模拟太阳光照射下Co-L/g-C3 N4复合材料光催化产氢速率为101.233μmol/g/h,相比纯相g-C3 N4提升了14倍,且该复合材料具有较好的可重复利用性,并推测了可能的光催化机理.

摘要： 设计、合成了一类4,7位为大环芳烃的菲咯啉二齿氮配体,可与铜(Ⅰ)和Xantphos原位配位,获得一系列新型氮磷杂配铜光敏剂CuPS 1～CuPS 6,在均相光解水制氢体系中研究其光敏活性及构效关系.实验结果表明,在菲咯啉4,7位引入芳基有利于提高其光敏活性,1-萘基取代的CuPS3有最好的制氢活性,光解水制氢转化数(TON)达957.通过理论计算对比分析,1-萘基取代基与菲咯啉母核具有较大的二面角,对铜配合物的激发态有较好的保护作用,因此CuPS 3表现出较高的荧光量子产率(0.036)和较长的激发态寿命(1.36μs).

摘要： 伴随着社会的快速发展,人们对于能源的需求也日益增加,但是传统能源始终会面临着资源枯竭的问题。在众多绿色环保、可持续新能源选项中,半导体光催化制氢因其可利用清洁可再生的太阳能制取高效清洁氢能,有望解决能源紧缺和环境污染问题,成为最有应用前景的技术之一。而在种类繁多的半导体光催化材料中,二氧化钛(TiO_(2))因其良好的物理和化学性质从而占据了主导地位,得到了研究人员的广泛关注。同时储量丰富、价格低廉的铜(Cu)及Cu基化合物作为助催化剂在催化领域的应用也引起了科研人员的极大兴趣。本文综述了以Cu基材料为主,通过修饰或改性TiO_(2)光催化剂,以提高其光催化活性的研究现状。包括光催化剂的设计、制备及产氢机制,并提出了目前光催化过程中所存在的一些问题,为光催化的发展贡献绵薄之力。

摘要： 近年来,为了抑制二氧化钛光生电子和空穴复合,二氧化钛与石墨烯材料复合得到了广泛的研究。本文用三种不同的方法制备了GO/TiO2/Pt三元光催化剂,控制Pt在催化剂中的负载位置,研究光生电子在三元催化剂中的传递过程对催化剂光解水制氢的影响。经过氧化石墨烯改性后的催化剂活性都比Pt/TiO2活性好。这是因为氧化石墨烯可以捕获电子，并且能与Pt助催化剂发生协同作用，提高Ti02的光解水制氢活性。此外，结合TEM可以看出当Pt只负载在氧化石墨烯上时活性最好，此时电子传递的过程为TiO2导带->GO->Pt上，而空穴仍然保留在Ti02的价带上，达到了电子和空穴在空间上的有效分离从而更好地提高了光催化剂的活性。此外，随着GO的含量增大，催化剂的活性先增大后减小，过多的氧化石墨烯会过吸收激发光源从而降低催化剂的活性。

摘要： 本文中，我们用原位碳热还原氮化法合成了形貌结构可控的氮化钛，有球状结构， 核壳结构和空壳结构。实验中通过醇热法得到氮化钛的前躯体，在氮气保护下，将前躯体置 于管式炉中经由1300 oC 焙烧，得到产物。产物晶相经过X射线衍射(XRD)比对，形貌通过 场发射扫描电镜(FESEM)表征,比表面积通过氮气吸脱附曲线(BET)测得。氮化钛具有2.0 eV 窄能带，具有有效的光催化性能,可以应用于太阳能光解水产氢领域。

摘要： 采用水热法合成了ZrW2O8，用XRD、UV-Vis 以及BET 对其进行了表征，并初步考察了光沉积负载Pt 后在光照射下的产氢特性。结果表明，ZrW2O8 比表面积达到33.6m2·g-1，吸收边为340 nm。负载0.3wt%Pt 后光解水产氢速率达到97 μmol·h-1·g-1 （λ > 300 nm）。基于活性测试结果以及电子结构计算，分析了ZrW2O8 的能带结构：其价带由O2p 轨道构成，导带由Zr4d+W5d 轨道构成，且导带位置比H+/H2 电位更负，因而具有产氢活性。

摘要： 应用密度泛函方法和平面波赝势模型（CASTEP 软件）研究了F、C、N、S 等非金属掺杂对WO3 晶体能带组成、能级结构、电荷分布、光激发性质影响的规律，探讨了非金属掺杂对WO3 光解水催化性能影响的机理。理论计算结果表明，上述非金属掺杂显著改变了三氧化钨的费米能级、能带组成以及导带低和价带顶的能级位置；掺杂后WO3 的费米能级进入导带，在原来的价带和导带之间出现新的定域能级。根据理论计算结果预测，C、N、 S 掺杂可强化WO3 可见光催化作用；F 掺杂可强化WO3 紫外光催化作用。为验证上述理论计算结果，采用热固相反应法制备了不同量硫掺杂WO3 催化材料，并用XRD，XPS，UV-Vis光谱对样品进行了表征，考察了硫含量和焙烧温度对WO3 的性质及光催化分解水制氧活性的影响。结果表明，硫掺杂使WO3 导带与价带的能隙差从2.8eV 减小到2.4eV，从而使材料对光谱响应范围向可见光区拓展。硫掺杂没有引发新的荧光现象，适量硫掺杂（~2%wt）能够增强催化剂样品的荧光强度。在可见光辐射下（Xe 灯，主频~500nm ，300W）光催化分解水制氧的实验中，于500 °C处理、掺杂硫量为2%(wt)的WO3 催化活性最高，与未掺杂的 WO3 相比，其光催化析氧速率增加了～0.8 倍；紫外光辐射下，其光催化析氧速率比纯WO3 也增加了～1 倍。所以，硫掺杂可同时强化了WO3 的可见光和紫外光辐射的光催化性能。硫掺杂强化WO3 光催化性能的机制有待深入研究。

摘要： 光催化分解水的关键问题仍是寻找光催化剂.用半导体光催化分解水时,要求催化剂有合适的禁带宽度,且价带顶的电势应比O2/H2O(1.23V)更正,导带底的电势应比H+/H2(OV)更负.要求在催化剂中,光生电子和空穴有较长的存活寿命和较少的复合度。要求催化剂表面的特性(活性点)和表面积有利于氢气和氧气快速析出.总之,光解水催化剂的设计中既要考虑热力学问题也要考虑动力学问题。本文研究了用一种新方法(纳米池)合成了K2La2Ti3O10，其既可控又是低能消耗。之后表明从众多的在可见光区有较强吸收的金属化合物作为助剂，与母体组合形成多元素的共催化剂是筛选光解水催化剂的一个可行路经。

摘要： 随着化石燃料耗量的增加，储量日益枯竭，伴随而来的环境问题愈发严重，寻找一种不依赖于化石燃料、储能丰富、环境友好的新能源已经迫在眉睫。氢能作为二次能源，以储量丰富、清洁、高效、易于运输、环境友好等特点脱颖而出。

摘要： 本文在三种不同的牺牲剂，即三乙醇胺、乙二醇、乙二胺四乙酸溶液中对曙红敏化二氧化钛催化剂进行了可见光下的产氢性能测试，结果表明三乙醇胺是该催化剂的最佳牺牲剂，同时得到了催化剂的最佳浓度，并对染料敏化催化剂在不同牺牲剂种类下的产氢机理进行了分析。

摘要： 介绍了生物制氢的两条主要途径，即生物质厌氧发酵制氢和生物光解水制氢，阐述了生物制氢方法与光合作用的关系，比较了两条生物制氢途径的机理和潜在效率，指出了生物制氢最有潜力的发展方向，提出了微藻光解水制氢技术发展需要解决的关键问题。

摘要： 采用超声法制备二氧化钛的纳米粒子经后处理得到不同晶体结构的TiO2。使用硅烷偶联剂修饰二氧化钛表面，曙红分子与其脱水后稳定吸附在TiO2 表面。UV-Vis 测试结果说明，曙红的敏化使催化剂对可见光产生响应，锐钛矿型催化剂和混晶结构催化剂的能隙分别为2.0eV 和2.1eV，在三乙醇胺水溶液中进行可见光下的光分解水产氢实验，结果表混晶结构的催化剂无产氢活性，锐钛矿型催化剂的光解水产氢活性最高，420nm 处的量子效率为 2.32%，480nm 处的量子效率为2.86%，产氢速率在60h 内基本保持稳定。

摘要： 清洁的氢能是最有发展前景的替代能源之一，利用生物质资源的生物制氢成为氢能发展的必然趋势。文章介绍了利用生物质资源的生物制氢技术原理、特征、现状、障碍以及发展潜力，综述了目前主要的生物制氢技术进展概况，指出了光合细菌生物制氢技术具有显著优势，产氢潜力明显超过藻类制氢和厌氧发酵制氢等技术，是未来生物制氢技术发展的主导方向之一。

摘要： 本实用新型提供一种集成有水喷淋处理的微波UV光解设备，包括喷淋箱体、微波UV光解壳体、箱盖以及支板，所述喷淋箱体内部横向固定有透水纱网，与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：通过设置的防护网能将从进气口进入的废气进行初步过滤，也能防止人们将手指放进喷淋箱体内部，将多个雾化喷头通过进水管与外界水泵连接，多个雾化喷头就会喷出雾化水，且雾化水会将喷淋箱体与箱盖内部的废气所携带的颗粒杂质进行吸附，接着掉落至透水纱网上端进行过滤，使得水滴能汇聚在喷淋箱体底部，便于人们通过排水管对喷淋箱体底部水滴进行收集。

摘要： 本实用新型提供了一种带尾水收集处理和光解脱氯功能的生活污水消毒设备，包括从右至左依次设置的混合反应区、脱氯区、尾气活性炭吸附区、设备间区，混合反应区的一侧设有总进水口，混合反应区内设有第一穿孔曝气管和消毒药剂投加管，脱氯区内设有第二穿孔曝气管和在线余氯检测仪，脱氯区的一侧设有总出水口，设备间区内设有全自动配电箱、加药系统以及曝气风机，曝气风机与所述第一穿孔曝气管和所述第二穿孔曝气管连接，加药系统与所述消毒药剂投加管连接。本实用新型提供的生活污水消毒设备，结构紧凑，充分利用设备内部元件，占地面积小、运输方便；既保证污水消杀的效果，又保证后续排放对水体的其他生物的影响。

摘要： 本发明属于材料领域，涉及一种碳碳双键连接的共价有机微孔材料的制备及其在光解水方面的应用，首次合成了含氟三联苯的功能化配体，并且利用Knoevenagel反应合成了三个氟官能团修饰的CMP材料，该种材料以碳碳双键连接，相较于亚胺健，腙键，硼酸键等连接的CMPs相比，其拥有更高的稳定性，更加有利于在光催化方面的应用,这也使得其具有非常好的光解水的性质。该种材料在光解水产氢方面有着不错的效果。

摘要： 本发明涉及一种用于光解水催化制氢的三元复合催化剂的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：(1)煅烧法制基体材料g‑C3N4，水热法制MoS2；(2)水热法制得三元复合催化剂MoS2/Fe2O3/g‑C3N4。本发明还提供了三元复合催化剂的具体应用。本发明三元复合催化剂的光催化性能与基础材料g‑C3N4相比显著提高，生成氢气的速率最高可达到7.82mmol·g‑1h‑1，复合催化剂的稳定性较高，可以循环利用。

摘要： 本发明公开了一种可用于光解水的CdS/NiPc光催化剂及其制备方法，属于光催化技术领域。本发明通过在二乙烯三胺(DETA)溶剂中形成硫化镉种子，再加入不同含量的酞菁镍(NiPc)，有效分散NiPc，利用溶剂热法原位合成CdS/NiPc光催化剂，NiPc的引入不仅有利于拓宽可见光响应范围，而且有利于光生电荷的分离和转移，从而提高光催化活性。该合成方法工艺简单，易操作，成本低廉。所制备的CdS/NiPc光催化剂具有优异的光解水制氢性能。

摘要： 本发明公开了用于光解水的全空间梯度掺杂光电极及制备方法，属于光电化学领域。利用多次生长单一材料吸收层方式将氧化物薄膜(Cu2O,α‑Fe2O3)与层状掺杂源(Ta2O5,SnO2,TiO2,SiO2,Al2O3,Ga2O3,MgO,NiO)重复生长，再经高温退火得到扩散掺杂光电极。通过改变光电极材料厚度、掺杂源含量、价态(Ta5+,Sn4+,Al3+,Mg2+)及原子半径(Sn4+,Ti4+,Si4+)等参数构建不同梯度掺杂的光电极。本发明对氧化物薄膜进行了全空间梯度掺杂，构建了贯穿整个光电极的内建电场，获得了方向及空间作用范围可控的内建电场，还避免了引入表/界面缺陷，显著提高了氧化物薄膜光电极的载流子分离效率和光电化学性能。

摘要： 本发明公开了一种重构LDH催化剂用于光阳极光解水的制备方法，包括以下步骤：S1、FTO基材洗涤；S2、溶液制备；S3、FTO/FeOOH样品制备；S4、FTO/Sn@FeOOH的制备；S5、FTO/Sn@α‑Fe2O3的制备；S6、FTO/Sn@α‑Fe2O3/Ni3FeOOH的制备；S7、FTO/Sn@α‑Fe2O3/Ni3FeOOH/Ag@SiO2/FeOOH光阳极的制备；采用水热合成法引入NiFe‑LDH，采用电沉积法引入FeOOH，改善NiFe‑LDH催化剂的稳定性，借助Ag@SiO2纳米粒子的等离激元效应降低界面缺陷，大幅提升PEC‑WS性能。

摘要： 一种可用于光解水的一维硫化镉纳米棒/硫化锰光催化剂及其制备方法，属于光催化技术领域。所述光催化材料为硫化锰通过离子交换法生长在一维硫化镉纳米棒上，具体过程：1)利用水热法制得一维棒状硫化镉；2)通过离子交换法生长制备一维硫化镉纳米棒/硫化锰光催化剂。本发明一维硫化镉纳米棒/硫化锰光催化剂复合光催化材料应用于光解水制氢时，在可见光照射下，其H

摘要： 本发明属于材料领域，涉及一种碳碳双键连接的共价有机微孔材料的制备及其在光解水方面的应用，首次合成了含氟三联苯的功能化配体，并且利用Knoevenagel反应合成了三个氟官能团修饰的CMP材料，该种材料以碳碳双键连接，相较于亚胺健，腙键，硼酸键等连接的CMPs相比，其拥有更高的稳定性，更加有利于在光催化方面的应用,这也使得其具有非常好的光解水的性质。该种材料在光解水产氢方面有着不错的效果。

摘要： 本发明公开了一种可用于光解水的CdS/NiPc光催化剂及其制备方法，属于光催化技术领域。本发明通过在二乙烯三胺(DETA)溶剂中形成硫化镉种子，再加入不同含量的酞菁镍(NiPc)，有效分散NiPc，利用溶剂热法原位合成CdS/NiPc光催化剂，NiPc的引入不仅有利于拓宽可见光响应范围，而且有利于光生电荷的分离和转移，从而提高光催化活性。该合成方法工艺简单，易操作，成本低廉。所制备的CdS/NiPc光催化剂具有优异的光解水制氢性能。