為改善能源短缺,對(duì)新型光催化水解制氫材料進(jìn)行了研究。通過(guò)改進(jìn)Hummer法制備氧化石墨,溶膠-凝膠法制備銳鈦礦型二氧化鈦,采用濃堿法制得石墨烯-二氧化鈦納米管催化劑,考察了不同石墨烯的摻雜量對(duì)催化活性的影響。經(jīng)過(guò)光解水制氫實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),摻雜不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)石墨烯的催化劑催化活性得到了進(jìn)一步提高,其中摻雜量為1%的產(chǎn)氫活性最好,產(chǎn)氫速率是純二氧化鈦納米管的2. 5倍。通過(guò)BET、XRD、UV以及FT-IR等方法對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,石墨烯與二氧化鈦納米管成功復(fù)合,并且石墨烯的摻雜在一定程度上提高了催化劑的BET比表面積;催化劑對(duì)可見(jiàn)光的響應(yīng)范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)大,這為催化劑光解水制氫性能的提高提供了有力的條件。

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【部分圖文】：

圖1 不同石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑的XRD圖

不同石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑的XRD圖譜如圖1所示。由圖1可以看出，各催化劑的衍射峰位置基本一致，經(jīng)過(guò)與PDF卡片對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這些特征衍射峰歸屬于銳鈦礦型TiO2，因此催化劑主要以銳鈦礦形式存在。摻加石墨烯后，XRD衍射圖譜無(wú)明顯變化，未引起TiO2晶型的轉(zhuǎn)變。另外石墨烯的主峰(....

圖2 不同石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑紫外-可見(jiàn)漫反射圖

不同石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑的紫外-可見(jiàn)漫反射光譜如圖2所示。由圖2中可以看出，隨著石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，可見(jiàn)光范圍(400～760nm)的吸光度從0.2逐漸上升，最高為0.5，說(shuō)明石墨烯的顏色影響催化劑的吸光能力。紫外光區(qū)(<400nm)隨著石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加開(kāi)始發(fā)生右移，....

圖3 不同石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑的紅外光譜圖

不同石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)催化劑的傅里葉紅外光譜分析結(jié)果如圖3所示。由圖3中可以看出，催化劑位于3000～3700cm-1處的吸收峰和位于1627cm-1處的吸收峰均來(lái)自于其自身所吸附空氣中的水分子，表明二氧化鈦有較強(qiáng)的吸濕性;在石墨烯-二氧化鈦納米管復(fù)合催化劑中，氧化石墨中極....

圖4 不同石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑累積產(chǎn)氫圖

不同石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑的累積產(chǎn)氫量隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線如圖4所示。從圖4中可以看出，負(fù)載不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨烯后，催化劑的產(chǎn)氫效率整體上得到不同程度的提高。純二氧化鈦納米管的產(chǎn)氫速率為38.676mL/(g·h)，石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、1.5%、2%的產(chǎn)氫速率分別為....

本文編號(hào)：4055188