钼钨含氧化物及其复合物的制备和光催化性能研究

来源 :安徽建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jpy_2008
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近年来,钼钨含氧化物作为新型无机功能材料因其独特的结构和优异的光电性能在光催化领域日渐崭露头角。当下能源问题甚嚣尘上,高效清洁的新能源亟待开发,这其中氢气是最有潜力的新能源之一,光催化制氢技术应运而生。本文通过制备具有紫外光响应的钼酸镉、钨酸镉以及水合三氧化钨,并负载了具有可见光响应的硫化镉,利用XRD,FESEM,TEM,XPS,BET,Raman等表征手段研究了材料的结构和形貌,利用UV-vis,PL,Mott-Schottky等表征手段分析了材料的光电性能,并探讨了几种材料的生长过程和生长机理,成功的将三种钼钨含氧化物改性至可见光范围响应,提升了氢气的光催化制备效率。本文主要的研究内容如下:(1)通过水热法首先合成了四方相的钼酸镉空心微球,再用微波法成功制备出CdS/CdMoO4光催化剂,钼酸镉的带隙较宽,吸收波长在紫外部分,在可见光下没有制氢活性,引入硫化镉后,带隙变窄,对可见光产生了很好的响应,复合材料中光催化活性最佳的CdS/CdMoO4-2制氢速率为30.82 mmol·h-1·g-1,为原始钼酸镉制氢速率的5倍多,是纯硫化镉制氢速率的64倍多,高效制氢可归因于钼酸镉和硫化镉形成的异质结抑制了光生载流子的重组,提高了其分离和转移的效率。(2)首先以水热法合成了单斜相的棒状钨酸镉,再以微波法制备出CdS/CdWO4光催化剂,钨酸镉同为紫外光吸收,将硫化镉纳米颗粒成功负载至棒状钨酸镉表面,该复合材料的光吸收范围扩大至可见光区域,光催化制氢活性最好的样品是CdS/CdWO4-2,其速率达到了4.66 mmol·h-1·g-1,为原始钨酸镉制氢速率的5倍多,是纯硫化镉制氢速率的9倍多,光催化活性明显提升。(3)先以水热法制备了立方相的六面体水合三氧化钨,再以微波法成功合成了CdS/WO3·0.5H2O光催化剂,将硫化镉纳米颗粒负载至六面体水合三氧化钨表面,拓展了三氧化钨的光吸收范围,光催化活性最佳的是CdS/WO3·0.5H2O-2,其产氢速率为1240μmol·h-1·g-1,是原始水合三氧化钨产氢速率的9倍多和纯硫化镉产氢速率的2倍多,并研究了光催化机理。
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