鎳卟啉敏化g-C3N4復(fù)合催化劑的合成及性能研究*

蘇小琴，王春波

（西安工業(yè)大學(xué) 材料與化工學(xué)院，陜西省光電功能材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710021）

近年來，硼氫化鈉（NaBH4）用于氫氣（H2）的制備比其他化學(xué)氫化物（硼氫化鋰、硼氫化鉀等）吸引更多的關(guān)注，因?yàn)樗性S多優(yōu)點(diǎn)，如無毒性、高儲(chǔ)氫能力、堿性水溶液中較為穩(wěn)定、在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐呋饔孟履軌蜥尫臜2并且反應(yīng)容易控制[1-4]。NaBH4的水解反應(yīng)如式（1）[1]:

在室溫下，NaBH4在堿性溶液中較穩(wěn)定，需要在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┑淖饔孟虏虐l(fā)生水解。近年來各種稀有金屬、過渡金屬及其合金（Pt/C[4]，Ni/Au/Co[5]，Ru/Ni[6]等）被廣泛用于促進(jìn)NaBH4的水解。雖然貴金屬及其合金催化劑在NaBH4的水解反應(yīng)中具有較高的產(chǎn)氫率，但考慮到貴金屬的成本較高，仍然需要進(jìn)一步研究更多的經(jīng)濟(jì)高效的催化劑。

具有二維框架結(jié)構(gòu)的類石墨氮化碳（g-C3N4），具有良好的理化穩(wěn)定性和優(yōu)良的電子結(jié)構(gòu)（禁帶寬度約2.70eV）[7-9]，并且不含金屬離子，常被認(rèn)為是一種環(huán)境友好的光催化劑，用于光催化制H2。由于g-C3N4電荷分離效率低和光響應(yīng)范圍有限，光催化活性不足，為了擴(kuò)展半導(dǎo)體的光譜響應(yīng)范圍，染料敏化是一種有效且應(yīng)用廣泛的方法[10]。基于卟啉衍生物有較高的共軛結(jié)構(gòu)，良好的電導(dǎo)性，熱穩(wěn)定性，可以更有效地利用太陽(yáng)輻射，在染料敏化劑和半導(dǎo)體之間具有更高的電子轉(zhuǎn)移和電荷分離效率[11-13]，并且金屬卟啉類化合物廣泛存在于自然界中[14]，如植物中的葉綠素、人體的血蛋白等，因此，將卟啉衍生物應(yīng)用于染料敏化g-C3N4體系可以提高其光催化效率[15，16]。……