铜钛复合氧化物的光催化产氢性能研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文铜钛复合氧化物的光催化产氢性能研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：王中磊物理化学黄伟新教授二0一四年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster，SdegreePhOtOCataIytiChydrogenproductioncatalyzedbycopper-titaniumcompositeoxidesAuthor’SName：Speciality：Supervisor：Finishedtime：Zho

2、ngleiWangPhysicalChemistryProf．WeixinHuangMay,2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：塑擎五签字日期：丛!±!!：生中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权

3、按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。鼢开口保密(——年)作者签名：签字日期：j挈轧一丛!±：厶：竺导师签名：签字目期：盟!笪乒厶2丝摘要光催化分解水产氢是一个有应用前景的产生可持续清洁能源的体系，因此成为热门研究领域。Ti02由于其无毒、廉价、具有化学稳定性等特点在光催化领域得到

4、了广泛的应用，但由于其带隙宽，光响应范围较窄，只对紫外光部分有吸收，影响了其进一步的应用。对Ti02光催化剂进行修饰是提高其光催化性能的有效途径。本论文研究了铜氧化物一TiOz复合氧化物光催化剂的制备、结构及光催化产氢活性，。论文的具体内容如下：1．利用TiCl3和Cu(OH)2液固界面氧化还原反应制备CuOx．Ti02复合氧化物光催化剂，发现其在太阳光照射下催化水产氢反应中存在诱导期，光照的前5个小时，催化剂基本上没有光催化产氢活性，但是从第6个小时开始催化剂表现出稳定的光催化产氢活性。结构表征结果表明在诱导期期间复合

5、氧化物催化剂表面暴露的Ti02．CuO异质结被光还原为Ti02．Cu20异质结。该研究结果给出了明确的实验证据证明了CuOx．Ti02复合氧化物光催化剂中的活性Cu物种是Cu20，而不是CuO。2．利用不同浓度的HN03溶液水热处理钛酸纳米管得到了不同晶相组成的Ti02，以其为载体通过浸渍法制备了系列Cu20／Ti02光催化剂。光催化产氢活性测试结果表明Ti02光催化产氢活性顺序与Cu20／Ti02光催化产氢活性不同。H2．TPR结果也表明Cu20和不同晶相组成的Ti02之间相互作用不同。该研究结果表明在异相结和异质结对

6、光催化产氢性能的协同促进作用不是简单加和关键词：光解水，Cu20，Ti02，复合氧化物，相互作用，异相结，异质结ABS劂CTABSTRACTPhotocatalytic}{2productionfromwaterisapromisingsystemtoproduceasustambleandcleanenergysourceandthusbecomesahotresearchtopic．Ti02hasbeenwldelystudiedasphotocatalystsforavarietyofphotocatalyticr

7、eactionsbecauseo±itsnon-toxic，inexpensiveandchemicallystableadvantages；howeVeLit，swldebandgapandnarrowrangeoflightabsorptionlimitedtotheUVlightregionstronglylimititSindustrialapplications．ModificationsofTi02byvariousstrategiesareefiectiVeinpromotingitsphotocataly

8、ticactivity．Inthisthesis，theprep2LratioIl，8tmctur懿andphotocatalyticactivitiesofCuOx—Ti02compositeoxidephotocataZystshavebeencomprehensivelystudied，including：1·