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TiO2纳米管阵列电极制备与光催化制氢性能的关系
  • ISSN号:0454-5648
  • 期刊名称:硅酸盐学报
  • 时间:2013
  • 页码:1366-1374
  • 分类:TQ116.2[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1]海南大学材料与化工学院,热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室,海口570228
  • 相关基金:国家自然科学基金(51202050,51162007);教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-09-0110).感谢海南大学分析测试中心在XRD测试中提供的帮助.感谢海南大学材料与化工学院热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室的章文老师在SEM测试中提供的帮助.
  • 相关项目:复合氧化物纳米管阵列电极材料的制备及其光解水制氢性能的研究
中文摘要:

通过正交试验分析不同阳极氧化电压、氧化时间、氧化次数以及热处理温度对TiO2纳米管阵列电极性能的影响机理,使用电化学工作站测试电极光电化学性能,结合扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外一可见漫反射光谱等表征手段着重研究影响电极催化性能的内在机理。结果表明:不同阳极氧化和热处理使电极获得不同的微观结构和晶型,导致电极光催化性能差异明显。60v恒压下1次阳极氧化1h的样品经500℃热处理后,保持规整的纳米管阵列结构和较大的活性面积,并获得了特殊的分层混晶结构,具有较好的催化活性。同时,使用同一电极进行多次光催化制氢反应。紫外光照下,在0.5mol/LNa2SO4+0.5mol/L乙二醇水溶液中,0.5V偏压下获得了5.3mL/(h.cm^2)的稳定产氢速率,证明电极具有稳定的光催化制氢活性。

英文摘要:

The relationship between the preparation conditions and photocatalytic hydrogen evolution properties on TiO2 nanotube array electrodes was discussed. The influences of anodization potentials, durations, counts and thermal treatment temperature on the electrode performance were investigated via an orthogonal test. The electrodes were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy, respectively. The photoelectrochemical properties of electrodes were also examined by an electrochemical work station. The underlying mechanism was analyzed. The results show that TiO2 nano- tube-array electrodes prepared at different parameters of anodic oxidation and thermal treatment lead to different microstructures and crystalline phase compositions, and consequently affect the photocatalytic performances. The highly-ordered TiO2 nanotube arrays are achieved after first-step anodization at 60 V for 1 h. The layered mixed crystal is obtained by heat treatment at 500 ~C. Furthermore, the multiple photocatalytic experiments were conducted using one electrode in 0.5 mol/L Na2SO4+0.5 mol/L ethylene glycol water solutions under UV light. The H2 evolution rate is 5.3 mL/(h-cm^2) at a bias voltage of 0.5 V. The electrode exhibits superior photo- catalytic stability.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编:南策文
  • 地址:北京海淀区三里河路11号
  • 邮编:100831
  • 邮箱:jccsoc@sina.com
  • 电话:010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-5648
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27713