溶膠-凝膠法制備SrTiO3: Rh及可見光水裂解制氫活性研究

王雁鴻,劉 雙,陳 威,高 麗,毛立群

(河南大學 化學化工學院,河南 開封 475004)

溶膠-凝膠法制備SrTiO3:Rh及可見光水裂解制氫活性研究

王雁鴻,劉 雙,陳 威*,高 麗,毛立群

(河南大學 化學化工學院,河南 開封 475004)

采用溶膠-凝膠法制備了SrTiO3(STO):Rh光催化劑以提高光催化制氫活性, 考察了摻雜量及合成溫度對光催化活性的影響. 紫外-可見漫反射(DRS)顯示Rh摻雜后可以使SrTiO3的吸收達到540 nm. X射線衍射掃描電鏡結果顯示溶膠-凝膠法制備SrTiO3:Rh不僅具有高的結晶度而且具有較小的粒徑(對應于大的比表面積)從而具有較高的活性. 當Rh的負載量為2%(質量分數), 焙燒溫度為900 ℃, 光催化材料具有最高的活性, 產氫速率為289.0 μmol/h, 420 nm的量子效率為5.9%, 高于固相法制備的材料的產氫活性(AQY=4.1%).

光催化; 產氫; 溶膠-凝膠法; 摻雜; SrTiO3

隨著經濟的發展和人民生活水平的提高, 對能源的需求不斷增加, 由此帶來了化石能源的減少及環境污染等一系列關系到人類生存和發展的重大問題[1-2]. 要解決這些問題, 清潔能源如核能、風能、氫能的開發和利用是必然選擇[3]. 二十世紀七十年代日本學者[4]發現在光催化劑的參與下, 利用太陽能可以分解水產生清潔的氫能, 從而為氫能的開發提供了一條重要的技術路線. 高活性光催化材料的合成是光催化分解水制氫技術的核心. 到目前為止, 雖然大量的催化材料被合成并成功用于光催化產氫領域, 然而其中大多數催化劑只能響應僅占太陽光譜能量5%的紫外光, 因此制備高活性具有可見光……