天然掺铁硅酸盐可见光催化分解水制氢研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------天然掺铁硅酸盐可见光催化分解水制氢研究博士学位论文Ｐｈ．Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＮａｔｕｒａｌＦｅ－－ＤｏｐｅｄＳｉｌｉｃａｔｅｆｏｒＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＨｙｄｒｏｇｅｎＥｖｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒＶｉｓｉｂｌｅＬｉｇｈｔＪｉａｎＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＸｉａｏｈｅｎｇＬｈｌＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｙ，２０

2、１４万方数据声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：盔∑ｊ立如烨年６月矿日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送——————————————————————————————————————--------------------------

3、----------------------------------------------------------------------天然掺铁硅酸盐可见光催化分解水制氢研究博士学位论文Ｐｈ．Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＮａｔｕｒａｌＦｅ－－ＤｏｐｅｄＳｉｌｉｃａｔｅｆｏｒＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＨｙｄｒｏｇｅｎＥｖｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒＶｉｓｉｂｌｅＬｉｇｈｔＪｉａｎＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＸｉａｏｈｅｎｇＬｈｌＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｙ，２０１４万方数据声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研

4、究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：盔∑ｊ立如烨年６月矿日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送——————————————————————————————————————----------------------------------------------------

5、--------------------------------------------交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：矶件年６月砂日万方数据博士论文天然掺铁硅酸盐可见光分解水制氢研究摘要能源危机和环境恶化已经成为当今人类社会面临的两个重大问题。利用可再生资源制备出对环境无污染并且可持续利用的新型能源是解决这两个问题的根本途径之一。在众多的新能源中，氢能具有来源广泛、利用形式多样、对环境无污染、较高的化学能以及可以循环利用等优点。因此氢能也被广大学者公认为２１世纪最有潜力的新能源。光催化技术

6、通过利用光催化剂吸收太阳能激发光生电子．空穴进而诱发水的氧化还原反应来制备氢气。与众多的人工合成的光催化剂相比，使用天然产物作为光催化分解水制备氢气的研究很少。我们研究了具有天然纳米结构并且天然掺铁的粘土矿物凹凸棒土（ＡＴＰ）以及蛭石（ＶＭＴ）作为光催化剂，可见光下高效分解水制取氢气。同时作为对比，还研究－］＂Ａｇ／ＺｎＯ纳米复合物的制备以及有机染料敏化下的光催化产氢性能。具体研究内容及重要结论摘示如下：——————————————————————————————————————----------------------------------------------

7、--------------------------------------------------１）将天然的硅酸盐矿物ＡＴＰ直接作为催化剂，以曙红（ＥＹ）等有机染料为光敏剂，可见光照射下还原水制取氢气。通过ｘ射线衍射、透射电镜、紫外可见吸收、Ｘ射线光电子能谱等测试仪器对样品进行表征。对不同ＡＴＰ样品以及蒙脱土（一种具有类似晶胞结构但是不存在铁掺杂的硅酸盐矿物）的对比考察证实了ＡＴＰ的催化主体作用。四种有机染料均具有一定的敏化ＡＴＰ产氢的能力，但是ＥＹ对ＡＴＰ敏化能力最好，少量Ａｇ纳米晶负载后量子效率达到了１０．８％。进一步的化学分析和