為改善能源短缺,對新型光催化水解制氫材料進行了研究。通過改進Hummer法制備氧化石墨,溶膠-凝膠法制備銳鈦礦型二氧化鈦,采用濃堿法制得石墨烯-二氧化鈦納米管催化劑,考察了不同石墨烯的摻雜量對催化活性的影響。經過光解水制氫實驗發(fā)現(xiàn),摻雜不同質量分數(shù)石墨烯的催化劑催化活性得到了進一步提高,其中摻雜量為1%的產氫活性最好,產氫速率是純二氧化鈦納米管的2. 5倍。通過BET、XRD、UV以及FT-IR等方法對催化劑進行了表征。結果表明,石墨烯與二氧化鈦納米管成功復合,并且石墨烯的摻雜在一定程度上提高了催化劑的BET比表面積;催化劑對可見光的響應范圍得到進一步擴大,這為催化劑光解水制氫性能的提高提供了有力的條件。

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【部分圖文】：

圖1 不同石墨烯質量分數(shù)的催化劑的XRD圖

不同石墨烯質量分數(shù)的催化劑的XRD圖譜如圖1所示。由圖1可以看出，各催化劑的衍射峰位置基本一致，經過與PDF卡片對比發(fā)現(xiàn)，這些特征衍射峰歸屬于銳鈦礦型TiO2，因此催化劑主要以銳鈦礦形式存在。摻加石墨烯后，XRD衍射圖譜無明顯變化，未引起TiO2晶型的轉變。另外石墨烯的主峰(....

圖2 不同石墨烯質量分數(shù)的催化劑紫外-可見漫反射圖

不同石墨烯質量分數(shù)的催化劑的紫外-可見漫反射光譜如圖2所示。由圖2中可以看出，隨著石墨烯質量分數(shù)的增加，可見光范圍(400～760nm)的吸光度從0.2逐漸上升，最高為0.5，說明石墨烯的顏色影響催化劑的吸光能力。紫外光區(qū)(<400nm)隨著石墨烯質量分數(shù)的增加開始發(fā)生右移，....

圖3 不同石墨烯質量分數(shù)的催化劑的紅外光譜圖

不同石墨烯質量分數(shù)催化劑的傅里葉紅外光譜分析結果如圖3所示。由圖3中可以看出，催化劑位于3000～3700cm-1處的吸收峰和位于1627cm-1處的吸收峰均來自于其自身所吸附空氣中的水分子，表明二氧化鈦有較強的吸濕性;在石墨烯-二氧化鈦納米管復合催化劑中，氧化石墨中極....

圖4 不同石墨烯質量分數(shù)的催化劑累積產氫圖

不同石墨烯質量分數(shù)的催化劑的累積產氫量隨反應時間的變化曲線如圖4所示。從圖4中可以看出，負載不同質量分數(shù)的石墨烯后，催化劑的產氫效率整體上得到不同程度的提高。純二氧化鈦納米管的產氫速率為38.676mL/(g·h)，石墨烯質量分數(shù)為0.5%、1%、1.5%、2%的產氫速率分別為....

本文編號：4055188