基于WO 3- x 量子点和TiO 2 构建高效Z型光催化产氢催化剂
摘要
TiO 2 具有高效、廉价、无毒及光化学稳定性好等优点，因而被广泛应用于光能转化和利用领域，如太阳能电池、光催化分解水制氢和环境污染物降解等.但是，TiO 2 仍然存在一些缺陷制约了其应用，其中，最关键的问题是光生电荷分离效率低.因此，人们对其进行了掺杂、异质结构建和Z型结构建等来解决这一问题，其中Z型结近年来备受关注. 全固体Z型结的构建目前主要有两种方式：PSI-C-PSII和PSI-PSII.前者PSI与PSII间要插入中间导电层（如Au、rGO等）来实现界面欧姆接触；后者则无中间层，而是基于界面设计来实现欧姆接触.本文以构建PSI-PSII Z型结为目标，以TiO 2 和WO 3 为基础半导体材料，采用原位溶剂热生长的方法构建WO 3 量子点/TiO 2 结构，借助氢气还原反应在界面处引入氧缺陷.采用透射电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱研究了复合晶体结构，采用X射线光电子能谱、紫外可见光谱和荧光光谱等手段研究了Z型结的界面结构和能带结构.结合光催化分解水产氢活性来建立Z型结结构与光催化性能的关联关系. 表征结果表明，在TiO 2 上进行原位溶剂热成核反应可点缀WO 3 量子点，并且量子点粒径随W前驱体用量的增加而变大.两种半导体材料为TiO 2 锐钛矿和WO 3 晶体结构，且WO 3 的XRD特征峰和Raman特征吸收峰会随W前驱体用量增加而变大.通过对WO 3 /TiO 2 进行氢气还原处理，使其表面形成大量W 5+ 和氧缺陷，一方面提高了催化剂对可见光的吸收，另一方面在界面形成欧姆接触，实现了Z型结构的构建.Z型结构实现了光催化分解水产氢反应，其中WTH10光催化活性最好.本文为新型Z型光催化剂的设计和构建提供了新思路和策略.
引用本文（GB/T 7714）
潘伦, 张靖雯, 贾旭, 等. 基于WO 3- x 量子点和TiO 2 构建高效Z型光催化产氢催化剂[J]. 未知来源, 2016.
引文网络
本站仅收录题录与摘要供学习参考，全文版权归属出版方；如有侵权请联系我们删除。