氢能材料及光催化制氢研究进展

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划氢能材料及光催化制氢研究进展　　以二氧化钛为基质的催化剂的研究综述　　温邻君杨晓奕　　摘要：本文系统地介绍了关于光致水解制氢气的催化剂的近期研究进展。从以下几个提高催化活性的方向：贵金属负载、离子掺混、染色光敏化处理、复合半导体及化学牺牲剂等，结合最新的研究成果，总结各种改善高催化活性思路的科研进展，系统地比较各个方法的特点，提出自己的看法。并展望该领域未来的发展。　　关键词：TiO2、光催化水解制氢、催化剂改性技术、电子-空穴、牺牲剂、量子效率　　Ab

2、stract：Thispaperreportstherecentdevelopmentsinphotocatalyticwater-splittingforhydrogenproduction.Basingonthefollowingmethodstoimprovethecatalyticactivity:noblemetalloading,iondoping,dyesensitization,compositesemiconductorsandchemicaladditives.Combineswiththerecentresearchresultstosumm

3、arizethedevelopmentsinthosemethods.Systematicallycomparesthecharacteristicsofthevariousmethodsandgivesmyownopinions.Atlast,lookforwardtothefutureinthisarea.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　Keywords

4、:TiO2,photocatalyticwater-splittingforhydrogenproduction,photocatalystmodificationtechniques,electron-role,sacrificialreagents,quantumefficiency　　1972年Fujishima和Honda发现在TiO2电极上光催化分解水的现象，这标志着光能催化利用的研究进入了一个新的阶段。[1]基本原理为：二氧化钛在受到能量相当于或高于它的禁带宽度的光辐照时，晶体内的电子受激从价带跃迁到导带，在导带和价带分别形成自由电子和电子空穴，水在这

5、种有极强的氧化还原能力的电子-空穴对的作用下发生电解，生成H2和O2。后来研究发现，在元素周期表过渡区的半导体物质大都具有类似的性质，如CdS、SiC等也被证明有催化活性。[2]三十多年来，随着人们在此基础上的研究不断展开和深入，对各种半导体材料光催化剂特性的认识也不断深入。　　到目前来说，TiO2凭借其无毒无味、化学结构稳定、光谱响应范围较宽及较为廉价等特性，仍是应用最广的光反应催化剂，在水解制氢及污水/空气净化等领域，都取得了很大的进展。但TiO2较低的催化效率，及其对可见光极低的响应能力，都限制了其应用。人们为了其催化活性的提高，做出了不懈的努力，并且已经得

6、到了多种改善其催化活性的有效方法。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　近年来，有多项关于新型催化剂改造方法的科研成果发表，给这片科研领域带来了很多惊喜，也给我们带来了更多的启示。　　提高催化剂活性的方法总体上可以分为两类：“催化剂改性技术”和“化学牺牲剂法”。[3]催化剂改性技术，是指通过各种手段，改造其微观结构，从吸光特性方面提高其催化活性，主要包括：贵金属负

7、载、离子掺混、染色光敏化、复合半导体；化学牺牲剂法，是指通过　　在反应系统中添加前躯物，作为牺牲剂，直接参与反应，从化学反应动力方面提高能量转化效率，最常用的是直接在反应溶液中添加甲醇、乙醇、EDTA等有机物。　　1．催化剂改性技术的研究进展　　金属负载　　常用的大多为贵金属，包括Pt、Au、Pd、Rh、Ni、Ru和Ag等，已经被证明对于增强二氧化钛的催化活性很有效。经过浸渍还原、表面溅射等方法可以使这些贵金属形成原子簇沉积在TiO2的表面上。因为这些贵金属的费米尔等级比二氧化钛的低，还原光致电子可以从导带迁移到金属颗粒寄存在二氧化钛的表面，而光致价带空穴仍然留在

8、二氧化钛中