中科院太阳能光电催化分解水制氢研究获进展

中国科学院大连化学物理研究所在“太阳能光电催化分解水制氢”研究方面取得新进展：在以Ta3N5的半导体光阳极研究中,发现了“空穴储存层”电容效应,设计并获得了高效稳定的太阳能光电催化分解水体系。     

TiO2薄膜电极的制备及光电催化性能

为了得到光电化学性能稳定、光催化活性好、制备方法简便的TiO2光电极,采用涂覆法制备了纳米TiO2薄膜光电极.XRD,SEM结果表明电极上涂覆的TiO2的晶型为锐钛型,纳米TiO2在电极表面分布均匀,薄膜厚度在10μm左右,且电极表面有一定的粗糙度.交流阻抗图谱分析显示TiO2电极在光照下能进行光电化学反应.应用于20mg/L苯酚溶液的降解中,结果表明,该电极光电催化降解性能优于光催化降解性能,电场在降解过程中发挥了作用;对照态光氧化过程基本无化学反应发生;暗态下电极上也无吸附现象;反应后电极无剥落损伤.     

尿素分解制氢催化剂研究进展

氢能既是零碳燃料,又是化石能源和可再生能源之间过渡和转换的桥梁。相对于水分解制氢,尿素分解制氢可以实现节能,以及解决尿素环境污染的问题。尿素具有储量丰富、安全性高和低成本等优点,且其理论上分解制氢性能远优于水分解制氢,是未来氢气获取的重要来源之一。尿素氧化反应(UOR)是尿素分解制氢技术的重要半反应,决定了尿素电解池或尿素燃料电池的工作效率。催化剂在UOR反应中起着关键作用,其本征物化性质以及表面性质会显著影响UOR反应动力学,目前大体发展出无基底材料支撑的镍基催化剂、有基底材料支撑的镍基催化剂和非镍基催化剂三类。然而,UOR反应的过电位很高,高于理论值约1 000 m V。UOR反应是一种涉及多质子耦合电子转移步骤的复杂反应过程,其具体的反应机理远非简单的C-N键断裂。贵金属基催化剂具有良好的UOR催化性能,但存在价格昂贵和储量不足的缺点。非贵过渡金属基催化剂则成为研究的焦点,其催化性能可能与贵金属基催化剂相当或超过贵金属基催化剂性能。镍基催化剂成为催化UOR反应的明星材料,目前已发展出金属镍、氢氧化镍、氧化镍、磷化镍、镍金属有机框架材料等大量含镍催化剂。进一步,也发展出Ni-Zn-...     

新型Au/TiO_2纳米管的制备及其在化学需氧量测定中的应用研究

该文首次用光电催化的方法,在TiO2纳米管中嵌入金纳米粒子,新材料可以促进界面间电子的传递,有助于电子和空穴对的分离,进而提高光催化效率.对Au/TiO2纳米管进行扫描电子显微镜(SEM),色散型X射线能谱(EDX)和X射线衍射(XRD)表征,结果表明金纳米粒子被成功嵌入TiO2纳米管中,形成蜂窝状结构.将该材料首次用于光电催化法化学需氧量(COD)的测定,发现该传感器的光电流值在1～800mg/L范围内与COD值有良好的线性响应,检测限为0.3 mg/L.利用该传感器测定实际水样的COD值,结果与传统的K2Cr2O7标准方法有较好的一致性.     

非水解溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜及光电催化性能的研究

摘要： 性能．结果表明：不同涂覆层数的TiO2薄膜表面结构变化不大,TiO2呈锐钛矿．光电催化性能测试结果显示：甲基橙的脱色率随外加电压的增加而增加;甲基橙浓度的增加使脱色率逐渐降低;在酸性条件下脱色效果要好于中性和碱性条件下．在甲基橙的初始质量浓度为15mg／L,外加电压1500mV,pH为3时,甲基橙的脱色率约30min即可达到平衡,可达90％左右．     

金红石-锐钛矿混合TiO2纳米网的合成及其光电联合催化降解油田用表面活性剂

使用阳极氧化和煅烧技术合成了金红石-锐钛矿混合晶型TiO2纳米网阵列,采用SEM,XRD,XPS,UV和电化学工作站系统研究了阳极氧化时间对TiO2纳米网形态、组成和结构的影响,考察了TiO2纳米网对油田用表面活性剂烷醇酰胺的降解效果.实验结果表明,随阳极氧化时间的延长,锐钛矿型TiO2含量增加,TiO2纳米管孔径增大...     

Cu_2O/聚苯胺/不锈钢电极光电催化还原CO_2

利用电化学氧化还原法在不锈钢基底上制备聚苯胺纳米管(PANI-NTs),将Cu2O沉积到PANI-NTs上,得到Cu2O/PANI/不锈钢电极,通过循环伏安法(CV)考察了Cu2O/PANI/不锈钢电极的电化学行为。采用XRD、TEM对Cu2O/PANI/不锈钢电极的结构进行了表征,借助乙酰丙酮分光光度法和气相色谱法对CO_2还原产物进行了检测。结果表明:PANI在不锈钢基底上以直立的中空纳米管形式横向生长,内径约为100 nm,外径约为200 nm;Cu2O/PANI/不锈钢电极对HCO3-/CO_2具有优良的光电催化还原性能;Cu2O/PANI/不锈钢电极光电催化还原CO_215 h后,溶液中甲醛的浓度为29.5μmol/L。     

Cu2O/PANI/不锈钢电极光电催化还原CO2

利用电化学氧化还原法在不锈钢基底上制备聚苯胺纳米管(PANI NTs),将Cu2O沉积到PANI NTs,得到Cu2O/PANI/不锈钢电极,通过循环伏安法（CV）研究Cu2O/PANI/不锈钢电极的电化学行为。采用X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对Cu2O/PANI NTs进行结构表征,借助乙酰丙酮分光光度法和气相色谱法对CO2还原产物进行检测。结果表明：PANI在不锈钢基底上以直立的中空纳米管的形式横向生长,内经约为100nm,外径约为200nm;Cu2O/PANI NTs具有优良的光电催化还原性能,对 /CO2具有催化活性;Cu2O/PANI/不锈钢电极光电催化还原CO215h 后溶液中甲醛的浓度为29.5μmol/L。     

非贵金属光电催化材料分解水制氢研究进展

重点介绍光电催化分解水制氢的原理,分析得出非贵金属光电催化材料分解水的必要条件。探讨了几种非贵金属催化剂在光电催化分解水制氢领域的研究成果,主要从催化剂的制备方法、改性方法、光电催化分解水制氢的影响因素等方面进行总结,指出非贵金属光电催化材料在光电水解制氢领域已得到广泛的应用,但在改性方法、作用机理、性能稳定等方面还存在一些问题亟待进一步的探究。     

CdS/TiO_2电极的制备及其光电性能的研究

采用电化学沉积方法制备CdS/TiO2电极并研究其光电催化性能,比较了不同电压、反应物浓度、不同电解质等条件下CdS/TiO2电极所显示的光电性能。另外,将CdS/TiO2与CdS/Ti电极进行光电性能比较,得出了在相同沉积时间下CdS/TiO2电极的光电性能比CdS/Ti电极稳定,产生的光电流略有提高的结论,在多数方面都优于CdS/Ti电极。