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微波法制备CdS-TiO2NT复合催化剂及其在可见光下分解水制氢的性能
  • ISSN号:1003-9015
  • 期刊名称:《高校化学工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ426.82[化学工程] TQ116.49[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1]上海交通大学化学化工学院,上海200240, [2]上海交通大学机械与动力学院,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(20976104); 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2009CB220004)
中文摘要:

以CdCl2·2.5H2O,Na2S·9H2O和自制的TiO2纳米颗粒为原料,在微波反应器内合成了掺杂CdS的TiO2纳米管复合催化剂。通过高分辨透射电镜观察,发现采用此方法可合成形貌完好纳米管,管子内径为5-10nm,长度为150-200nm。X射线衍射表征结果显示合成的复合催化剂主要为锐钛矿型的多晶态TiO2纳米管,并且CdS的掺杂造成TiO2晶体变形,可能是CdS与TiO2之间存在相互作用和CdS部分进入TiO2晶格内部。X射线光电子能谱对该催化剂各元素电子环境进行了分析。紫外可见吸收光谱发现所制备的复合催化剂产生明显的红移现象,能吸收可见光。该催化剂在可见光下催化分解纯水制氢的催化性能结果表明,掺杂CdS(1.96%(wt))的TiO2纳米管催化剂能分解纯水产生氢气,产氢速率为12.9μmol·(h·g)^-1,而纯CdS纳米颗粒、纯TiO2纳米管以及这两者物理混合的催化剂则检测不到氢气的产生。通过考察不同CdS的掺杂量,发现CdS质量分数为1.96%的CdS-TiO2NT催化剂的可见光下催化活性最好。

英文摘要:

Using CdCl2·2.5 H2O, Na2S·9H2O and TiO2 as raw materials, the CdS-TiO2NT composite catalysts with photocatalytic ability were prepared by microwave irradiation method. The results of XRD spectra indicate that the prepared CdS-TiO2NT catalysts are mainly consisted of TiO2 multicrystal nanotubes with anatase phase, and the doping of CdS deforms the TiO2 crystal probably due to the interaction between CdS and TiO2. Through high resolution TEM images, it was found that the prepared TiO2 nanotubes with CdS have inner diameter of 5~10 nm and length of 150~200 nm. XPS spectra were also adopted to analyze the electron environment of the elements in the prepared catalysts. The results of UV-vis absorbance spectra indicate that the prepared CdS-TiO2NT have obvious red shift and could absorb visible light. The experiments of catalytic splitting water to hydrogen show that, under the visible light, the hydrogen evolution rate of 1.96CdS-TiO2NT composite catalyst could be 12.9 μmol·(h·g)-1. However, using the mixed CdS+ TiO2 nanotube, pure TiO2 nanotube and only CdS as catalyst, respectively, no H2 evolution from water under visible light can be detected. It was also found that, among a series of the photocatalysts CdS-TiO2NT with different CdS contents, the CdS-TiO2NT with CdS mass fraction of 1.96%—1.96CdS-TiO2 nanotube catalyst has the best photocatalytic activity under visible light.

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期刊信息
  • 《高校化学工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:浙江大学
  • 主编:陈纪忠
  • 地址:杭州浙大路38号浙江大学玉泉校区化工系
  • 邮编:310027
  • 邮箱:gxhgxb@zju.edu.cn
  • 电话:0571-87951235
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-9015
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1141/TQ
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 2000年获浙江省科技期刊编辑学会颁发的“1999-200...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14205