編號(hào)：NMJS07684
篇名：三維花狀Ni(OH)2包裹TiO2微米球用于光催化產(chǎn)氫
作者：張偉 張洪文 徐建中 莊華強(qiáng) 龍金林
關(guān)鍵詞： 三維花狀核殼微球 二氧化鈦 氫氧化鎳 光催化產(chǎn)氫
機(jī)構(gòu)： 河北大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院能源與環(huán)境光催化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 泉州師范學(xué)院化工與材料學(xué)院
摘要： TiO2具有合適的能帶位置以及成本低、無(wú)毒、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn),但由于大的激子結(jié)合能(130meV)以及電子-空穴復(fù)合嚴(yán)重,其光催化性能和效率較低.目前,負(fù)載助催化劑是一種比較有效的提高TiO2光催化效率的方法.助催化劑可通過(guò)抑制電子與空穴的復(fù)合、降低激子結(jié)合能、提高界面電子傳輸速率來(lái)提高光催化性能.尋求新型、廉價(jià)、高效產(chǎn)氫的助催化劑是當(dāng)前光催化研究的熱點(diǎn).近年來(lái),Ni(OH)2由于具有多變的形貌以及一定的光催化性能而被人們關(guān)注.并且Ni(OH)2本身就是p型光催化劑,可與主體材料復(fù)合形成p-n異質(zhì)結(jié)材料,其中由異質(zhì)結(jié)形成的內(nèi)建電場(chǎng)可起到促進(jìn)電子與空穴分離的作用.基于此,本文采用簡(jiǎn)單的合成方法制備出新穎的三維花狀Ni(OH)2包裹TiO2納米結(jié)構(gòu)微球,通過(guò)X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等表征手段確定了目標(biāo)產(chǎn)物被成功合成,并采用光催化產(chǎn)氫為探針反應(yīng)研究了其光催化性能.結(jié)果表明,Ni(OH)2包裹TiO2納米材料的產(chǎn)氫速率比純TiO2納米材料提高了5倍.通過(guò)紫外-可見漫反射吸收光譜(DRS)與一系列對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Ni(OH)2拓寬了TiO2的吸收光譜范圍,催化活性的提高確實(shí)來(lái)源于引入的Ni(OH)2.氮?dú)馕摳降葴鼐�和孔徑分布分析表明,Ni(OH)2殼的引入增大了催化劑的比表面積并且?guī)?lái)介孔,證實(shí)三維花狀的納米片界面為光催化產(chǎn)氫提供了更多的活性位點(diǎn).電化學(xué)表征結(jié)果進(jìn)一步證明,這種獨(dú)特的p-n異質(zhì)結(jié)促進(jìn)了電子與空穴的分離和轉(zhuǎn)移.基于元素分析和產(chǎn)氫活性結(jié)果,我們提出了可能的反應(yīng)機(jī)理.
