收藏本站
《南昌大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多元金属硫化物催化剂的控制合成及可见光制氢活性研究

徐招弟  
【摘要】:多元金属硫化物固溶体或复合物半导体光催化剂由于良好的光吸收性能和可调的禁带宽度被广泛研究。相对于表面活性剂或有机高分子辅助水热或溶剂热法制备大小和形貌可控的半导体光催化剂,无机盐水热制备方法更具应用前景。本论文用简单的水热法或低温水浴法控制合成了由Zn-In-S复合物、ZnS-CdS复合物以及ZnS-In2S3-CdS复合物,并研究了所制备样品的可见光放氢活性。主要可分为以下五部分: 一、在没有模板剂、表面活性剂等有机物存在时,用NaCl辅助水热法制备了Zn-In-S复合物。用XRD, SEM/EDS, TEM/HRTEM, ICP-AES, BET, UV-Vis DRS等技术对产物进行表征。结果表明:随着NaCl浓度的增大,产物组成发生变化,包括ZnIn2S4或ZnmIn2Sm+3、ZnS和In2S3等。NaCl浓度为0.20 mol L-1,产物由单一的ZnIn2S4构成。产物形貌为金盏菊状微球和薄片。随着NaCl浓度的增大,产物粒径增大,比表面降低。以三乙醇胺为电子给体,以可见光照下放氢来评价样品的光催化活性。原位负载0.50 wt% Pt, NaCl浓度为0.20 mol L-1所得样品的放氢活性是无NaCl存在所得样品活性的约4倍。讨论了产物形成机理。 二、0.20 mol L-1 NaCl存在时,改变水热处理条件,样品由单一的ZnIn2S4或Zn-In-S复合物组成。用XRD、SEM、UV-Vis DRS和BET对不同水热处理时间、温度、体系中pH和不同卤素离子存在时所得产物进行表征。随着水热处理时间延长,组成微球的纳米片长大,对样品的光催化活性影响不大。水热温度为120℃时,放氢活性最大。水热体系中pH为3.5或卤素离子半径比Cl-大时,所得样品由ZnIn2S4和ZnS和In2S3组成,卤素离子半径越大,样品中包含的In2S3可能更多。当pH为2.1,0.20 mol L-1 Cl-存在时,所得样品具有最高的光催化活性. 三、NaCl辅助低温控制合成了单一的ZnIn2S4或Zn-In-S复合物。用XRD、SEM、TEM/HRTEM、XPS、ICP-AES、BET、紫外可见吸收光谱等对样品进行表征,并研究了低温下反应体系中硫代乙酰胺(TAA)分解情况。低温下,TAA分解速率影响产物的组成、形貌和大小。随着NaCl浓度的变化,样品的组成、大小、形貌和晶体结构等也都发生变化。‘所得样品为由纳米片自组装形成的金盏菊状微球。随着热处理温度升高和处理时间的延长,组成微球样品的纳米片长大,比表面减小。以三乙醇胺为电子给体,原位载铂量为0.10 wt%时,可见光下NaCl浓度为0.50 mol L-1时所得样品的放氢活性是无NaCl存在时所得样品活性的近5倍。热处理温度过高或过低都不利于放氢。低温热处理时间对样品的光催化放氢活性影响不大。在可见光照20 h时间内,催化剂具有较好的稳定性。研究了载铂量对放氢活性的影响,发现当载铂量为0.10 wt%时,样品活性最高。载铂量超过0.10 wt%时,放氢活性影响不大 四、在常温下以二元金属氢氧化物前躯体硫化法制备了一系列ZnS-CdS(?)合纳米粒子。研究了制备方法、Zn/Cd摩尔比及反应温度等对样品组成和光吸收性能的影响。以S2-/SO32-为牺牲剂,载铂量为0.50wt%时,考察样品可见光下的制氢活性。用NaOH分别沉淀锌盐和隔盐,然后混合沉淀,再加硫化钠反应得到的是CdS和Cd(OH)2和ZnO的混合物(方法一);而用NaOH同时沉淀锌盐和锅盐的混合溶液,然后再加硫化钠反应得到的是两种固溶体复合物(方法二).分别是富Zn固溶体和富Cd固溶体。方法二制备样品的放氢活性是方法一的9倍当Zn/Cd摩尔比为2:1时,样品具有最高的活性和较好的稳定性。提高反应温度对样品放氢不利,室温下样品具有最高的光活性。 五、用水热法制备了ZnS-In2S3-CdS复合物光催化剂。研究了Zn、In和Cd比例和水热体系pH对样品的组成和光吸收性能的影响。以三乙醇胺为电子给体载铂量为0.50wt%时,考察样品的可见光放氢活性。当Zn/In/Cd摩尔比为1:0.50.1,水热体系中pH为1.75时,样品具有最高的放氢活性,可见光照10 h后稳定性有所降低。考察了载铂量的影响,载铂量为0.50 wt%时,放氢活性最大继续增大载铂量基本不影响样品的放氢活性。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ116.2

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李越湘,吕功煊,李树本;以草酸为电子给体在Pt-TiO_2上光催化生成氢[J];催化学报;2001年02期
2 黄翠英;由万胜;党利琴;雷志斌;孙振刚;张澜萃;;钕掺杂对纳米TiO_2光催化分解水制氢活性的影响[J];催化学报;2006年03期
3 向全军;余家国;;暴露{001}面TiO_2纳米片分等级花状结构的制备及其光催化活性(英文)[J];催化学报;2011年04期
4 李越湘,吕功煊,李树本,俞飞;污染物甲醛为电子给体Pt/TiO_2光催化制氢[J];分子催化;2002年04期
5 尹忠环;李越湘;彭绍琴;吕功煊;李树本;;污染物乙醇胺Pt/TiO_2光催化制氢[J];分子催化;2007年02期
6 诸葛福瑜;靳治良;吕功煊;;B掺杂Cd_(0.5)Zn_(0.5)S光催化剂制氢性能研究[J];分子催化;2007年03期
7 李越湘;谢艳招;彭绍琴;吕功煊;李树本;;以葡萄糖和蔗糖为电子给体在Pt/TiO_2上光催化制氢[J];高等学校化学学报;2007年01期
8 杜娟,李越湘,彭绍琴,吕功煊,李树本;用水热、溶剂热方法制备纳米CdS粒子及其光催化性能[J];功能材料;2005年10期
9 潘高峰;李越湘;彭绍琴;吕功煊;李树本;;铍、氮共掺杂TiO_2的制备及其可见光下光解水制氢性能研究[J];功能材料;2008年04期
10 朱协彬;姜涛;邱冠周;黄伯云;;微波辅助-水相共沉淀法纳米ITO粉体的制备及其表征[J];功能材料;2010年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 方臻;金属和金属氧化物纳米材料的控制合成及形成机理研究[D];中国科学技术大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李秀琴;郭冬勇;;反相胶束法制备半导体CdS纳米线[J];合肥师范学院学报;2008年03期
2 朱江,周俊,麻英,李燕;纳米ZnO粉末在土壤全氮测定中的催化作用[J];安徽农业大学学报;2003年02期
3 史月萍,杨祝红,冯新,郑仲,陆小华;掺铂二氧化钛纤维光催化降解氯仿的研究[J];催化学报;2003年09期
4 桑丽霞;李群伟;马重芳;胥利先;孙继红;戴洪兴;何洪;;层状K-Fe-Ti金属氧化物上光催化分解水制氢[J];催化学报;2006年10期
5 黄翠英;张澜萃;李晓辉;;稀土离子掺杂对纳米TiO_2光催化制氢活性的影响[J];催化学报;2008年02期
6 郑华荣;崔言娟;张金水;丁正新;王心晨;;Pt助剂对N掺杂TiO_2可见光光催化性能的影响[J];催化学报;2011年01期
7 黄涛;张国亮;王玲;刘良军;孙茜萍;;以尿素为氮源制备氮改性二氧化钛及其改性机理[J];催化学报;2011年03期
8 王晟;高艳龙;王騊;王栋良;丁源维;许学飞;张晓龙;江国华;;紫外光还原法制备铂填充硅钛复合纳米管及其光催化性能[J];催化学报;2011年09期
9 陈建琴;黄建辉;;Cd_2Ge_2O_6纳米棒的水热法合成及其液相光催化性能[J];催化学报;2011年10期
10 朱宝林;赵伟玲;曾晨婕;陈洁;韩骐伟;黄唯平;;一维CdS/TiO_2纳米材料的制备及其光催化性能[J];催化学报;2011年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张俊敏;奚丽荷;朱忠其;张谨;柳清菊;;可见光激发光催化剂的研究进展[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
2 李越湘;;可见光制氢催化剂材料的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
3 梁孝锡;郝斌;李良超;陈柯宇;周琴;;Cu_xZn_(1-x)O纳米复合物的制备及抗菌性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
4 林燕燕;王琼生;王世铭;;Zn_xCd_(1-x)S-CDP杂化材料的制备与光催化性能研究[A];第六届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2009年
5 韩艳华;张飞跃;张少龙;李景林;范闽光;李斌;;水热法制备纳米Cu-Mn-O及其光催化性能[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
6 印万忠;丁亚卓;;纳米氧化锌的制备技术现状和发展概况[A];中国纳米级无机粉体材料发展·节能·环保高峰论坛论文集[C];2007年
7 洪若瑜;李建华;倪静;;连续微波法制备纳米氧化锌及其表征[A];中国纳米级无机粉体材料发展·节能·环保高峰论坛论文集[C];2007年
8 马贵军;鄢洪建;雷志斌;吴国鹏;宗旭;马保军;李灿;;气-固相光催化分解硫化氢反应研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
9 洪若瑜;钱建中;缪晨晨;;纳米ZnO粉体的制备与表面SiO_2包覆改性[A];2004年中国纳米技术应用研讨会论文集[C];2004年
10 王旋;李洁;李文章;张晨阳;陈启元;;氮掺杂对三氧化钨结构性质和光催化性能的影响[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张军;复合金属硫化物光催化剂的制备及其可见光活性研究[D];武汉理工大学;2010年
2 王鹤峰;不锈钢表面氮掺杂二氧化钛薄膜的制备及其性能研究[D];太原理工大学;2011年
3 贾志方;新型可见光催化剂的制备及其光催化性能的研究[D];天津大学;2011年
4 徐新;水滑石基半导体复合材料的制备及其光催化性能研究[D];北京化工大学;2011年
5 曹尧杰;纳米碳纤维规整结构催化剂的制备及其流体力学性能研究[D];华东理工大学;2011年
6 张前程;光催化法去除室内空气中有机污染物的研究[D];天津大学;2003年
7 薛永强;粒度对纳米体系相变和化学反应的影响[D];太原理工大学;2005年
8 李小忠;聚合十三铝混凝与纳米二氧化铈光催化氧化联用处理微污染水的研究[D];南京理工大学;2006年
9 鞠剑峰;纳米TiO_2复合材料的制备及应用研究[D];南京理工大学;2006年
10 张晓晖;微米级电气石表面包覆ZnO及其电磁屏蔽性能研究[D];中国地质大学(北京);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
2 周宁波;纳米二氧化铈制备、表征及修饰微生物燃料电池阳极的研究[D];华东理工大学;2011年
3 王磊;类钨青铜纳米材料的制备及在可见光光催化领域的研究[D];山东师范大学;2011年
4 许炯;UF膜法纳米金属氧化物催化剂制备及其对异丙苯氧化反应的催化性能研究[D];江南大学;2011年
5 周思敏;全氟磺酸树脂/二氧化钛复合膜制备及光催化性能研究[D];浙江大学;2011年
6 杨娜;复合可见光光催化剂的制备及其性能研究[D];河南大学;2011年
7 韩瑞霞;基于酶生物传感器检测植物多酚的研究[D];山东农业大学;2011年
8 金志明;紫外光下几种光催化剂的光解水产氢性能研究[D];吉林大学;2011年
9 罗文辉;单斜相CdS纳米棒与正交相InVO_4纳米粒子的制备与可见光催化制氢活性[D];武汉理工大学;2011年
10 李宁;光催化剂的合成及其催化性能研究[D];武汉理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张德恒;透明导电膜中光吸收边的移动[J];半导体杂志;1998年03期
2 曹维良,张凯华,张敬畅;纳米硫化镉制备条件对光催化活性的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年01期
3 菅盘铭,夏亚穆,李德宏,王晓燕;掺杂TiO_2 纳米粉的合成、表征及催化性能研究[J];催化学报;2001年02期
4 李越湘,吕功煊,李树本;以草酸为电子给体在Pt-TiO_2上光催化生成氢[J];催化学报;2001年02期
5 刘守新;陈孝云;陈曦;;酸催化水解法制备可见光响应N掺杂纳米TiO_2催化剂[J];催化学报;2006年08期
6 王彦妮,张志琨,崔作林;纳米粒子在乙炔聚合反应中的催化作用[J];催化学报;1995年04期
7 郭亚琴;杨斌;徐宝强;刘大春;冯同春;;纳米ITO粉体制备中试剂及影响因素的研究[J];材料导报;2007年S1期
8 颜鲁婷;王鹏;吴洪鹏;司文捷;;层状K_2Ti_4O_9的制备及其酸交换及剥离反应[J];材料工程;2008年12期
9 段波,赵兴中,李星国,张同俊,肖建中,胡镇华,崔昆;超微粉制备技术的现状与展望[J];材料工程;1994年06期
10 陈霞;李晨辉;;纳米针状ITO的FESEM与TEM研究[J];稀有金属材料与工程;2007年S3期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋宁;超声—微波化学共沉淀法制备ITO和CIO纳米粉体的研究[D];昆明理工大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毛文轶;冯霄;;光催化分解水制氢的临界光能转换效率[J];华北电力大学学报(自然科学版);2007年02期
2 陈明亮;张峰君;吴沅春;;CNT/TiOV_2复合材料的合成、表征及其光催化性能分析(英文)[J];新型炭材料;2009年02期
3 金振声;;光催化“全”分解水制H_2与牺牲体系产H_2的关系[J];影像科学与光化学;2009年04期
4 高翠琴,石建珍,董庆华,郭煜;半导体悬浮体系光催化分解水中的腐植酸[J];化学世界;1993年08期
5 陶秀峻,许 青,张瑞华;锐钛矿结构TiO_2/glass膜光催化作用的研究Ⅱ——氘灯照射下亚甲基兰光催化分解[J];泰安师专学报;2001年06期
6 刘炳娟;;TiO_2光催化氧化技术在水处理中的应用[J];邯郸职业技术学院学报;2007年03期
7 曹文质;武伟;张胜义;赵慎强;田玉鹏;;Sb_2O_3/TiO_2纳米复合物的合成及性质研究[J];化学研究;2008年02期
8 蔡河山;张惠芳;黎晓霞;黄国辉;;金属掺杂改性钙钛矿型氧化物的研究进展[J];稀有金属;2011年01期
9 高翠琴,石建珍,董庆华,刘华丽;利用太阳能分解酚水[J];化学世界;1994年02期
10 殷好勇,金振声,张顺利,张建伟,王守斌,张治军;在玻璃的TiO_2涂膜上有机物分子的吸附及光催化分解对水接触角的影响[J];感光科学与光化学;2001年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郝洪国;鲁统部;;含蒽环氮杂有机配体光催化分解水的机理研究[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
2 卓清松;陳建志;張合;鄭弘偉;;模拟中央空调系统设备之温湿度效应对光催化分解VOCs之影响[A];中国颗粒学会超微颗粒专业委员会第五届年会暨海峡两岸纳米颗粒学术研讨会论文集[C];2007年
3 由万胜;孙显凤;孟碧芳;王海娟;郭丹;张兰翠;;多酸基配位聚合物的合成及光催化分解水制氢活性的研究[A];中国化学会第四届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2011年
4 李越湘;吕功煊;李树本;;草酸作电子给体光催化分解水制氢[A];2000'全国光催化学术会议论文集[C];2000年
5 董芳;杨冬梅;张敏;杨建军;;TiO_2晶型对Au/TiO_2上光催化分解臭氧的影响[A];第五届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2007年
6 黄曙良;郭烈锦;延卫;;CdS光催化分解水产氢动力学研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
7 陆道惠;陈德文;徐广智;;酰胺化合物于金属修饰的TiO_2粒子表面的光催化分解[A];第八届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1994年
8 殷好勇;金振声;张顺利;张治军;;有机物分子的吸附及光催化分解对水接触角的影响[A];2000'全国光催化学术会议论文集[C];2000年
9 刘乃瑞;张鹤飞;藤井富美子;;二氧化钛光催化分解水中洗涤剂的研究[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年
10 毛肖岸;郭烈锦;;太阳能光催化分解水制氢技术研究进展[A];第三届全国氢能学术会议论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 蔡忠仁;纳米光催化剂环保功能强[N];中国化工报;2008年
2 蔡维希 蔡忠仁;光催化分解厂房有机污染物项目实施[N];中国化工报;2006年
3 记者 吴苡婷;书写“水变氢”的传奇[N];上海科技报;2011年
4 罗静 陈晓春;探讨未来能源和环境问题[N];新华日报;2003年
5 李晓岩;高技术催生600亿元抗菌产业[N];中国化工报;2006年
6 于开元 摘译;利用不锈钢基体制作TiO_(2)薄膜[N];中国冶金报;2007年
7 王秀兰;自清洁涂料:让城市更靓丽[N];中国化工报;2003年
8 华声;新型光触媒涂料研制成功[N];中国环境报;2003年
9 罗静;南大向新型环境材料和再生能源进军[N];人民日报海外版;2003年
10 本报驻澳大利亚记者  李景卫;纳米研究“新星”[N];人民日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁济豹;几种光催化半导体材料的电子结构及相关性质的第一性原理研究[D];山东大学;2012年
2 王玉晓;可见光下光催化分解水制取氢气的研究[D];天津大学;2009年
3 王其召;Bi_(1-x)Ln_xVO_4(Ln=La,Sm,Nd,Gd,Eu,Dy,Y)的制备、表征及光催化分解水性质[D];上海交通大学;2009年
4 黄欣;二氧化钛/分子筛复合催化剂的合成及其光催化臭氧耦合降解乙醛性能的研究[D];上海交通大学;2010年
5 罗冬梅;光催化水还原CO_2制取甲醇的量子化学研究[D];南昌大学;2010年
6 刘美英;钽基氮氧化物上可见光光催化分解水制氢研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
7 徐同广;钽酸盐纳米光催化剂的可控制备及性能研究[D];清华大学;2007年
8 谭世倞;金红石TiO_2(110)表面催化反应和光化学过程的单分子尺度微观表征[D];中国科学技术大学;2012年
9 李坤威;A_2B_2O_7型纳米复合氧化物的水热合成及其光催化性能研究[D];北京工业大学;2006年
10 吴国鹏;光催化重整甲醇及生物质衍生物制氢[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;钛酸锶光催化增强研究:氢/氨热处理对钛酸锶光催化的影响[D];复旦大学;2011年
2 戴九松;光催化分解水产氢催化剂能带调变与表面修饰研究[D];浙江大学;2013年
3 邹涛;TiO_2/SiC复合材料光电响应和光催化研究[D];华中科技大学;2013年
4 张丽丽;钒酸铋复合光催化剂的改性及光催化性能的研究[D];陕西科技大学;2014年
5 魏翠;负载银催化剂光催化分解NO反应研究[D];大连理工大学;2010年
6 陈之善;钙钛矿结构K_2La_2Ti_3O_(10)的制备、表征及其光催化分解水制氢性能研究[D];华南理工大学;2010年
7 张传照;CdS/TiO_2的制备及其光催化转化CO_2-H_2O的性能研究[D];上海交通大学;2012年
8 陈淑红;层状钙钛矿金属氧化物的制备、改性与光催化分解水产氢研究[D];华侨大学;2012年
9 张琰;TiO_2纳米管和CdS的制备改性及其光催化分解水制氢性能研究[D];华南理工大学;2013年
10 刘宗园;四种p-n复合型催化剂的合成及其光催化分解水制氢性能研究[D];河北工业大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026