无机层状化合物及其柱撑产物光解水制氢

利用新型光催化剂实现太阳能分解水制氢是获得氢能的一种方便而廉价的方法，其关键是高效催化剂的获得．介绍了利用光催化技术催化分解水制氢的反应机理，综述了近年来有关层状钛酸盐、铌酸盐、钙钛矿型无机层状化合物及其柱撑产物在光解水制氢方面的研究进展，重点介绍了这些光催化材料的结构和光催化特性，并讨论了柱撑提高光催化活性的原理．     

化合物半导体Cu2ZnSnS4太阳电池与人工光合作用制氢

太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,将成为未来新能源的重要组成部分.目前人们除了利用太阳能光伏发电以外,还有利用仿生光合作用将太阳能转化为化学能、利用半导体光电极分解水制氢等方式.而在半导体材料中,低成本环保型的化合物半导体光伏材料(如Cu₂ZnSnS₄等)具有优良的光伏发电性能,同时也非常适合作为太阳光分解水制氢的材料.文章综述了近年来在Cu₂ZnSnS₄光伏电池及其太阳光分解水制氢领域的研究进展.     

基于可再生能源的分布式多目标供能系统(二)

提出了两种以氢为能量载体的基于可再生能源的多目标分布式供能系统的新构思，分别利用太阳光直接分解水制氢及太阳能高温集热（或高温燃料电池排气余热）分解生物质和水制氢，并与高温燃料电池，微型燃气轮机以及后续的供热，制冷，调湿等子系统共同构成高效，无污染的可以供氢，供电，供热，供轴功的多联产综合供能系统，简要分析了可再生能源高效低成本制氢的有关理论与技术，报道了本室光催化分解水制氢与超临界水生物催化气化制氢研究的最新进展。     

可见光分解水制氢催化剂的研究进展

光解水制氢能否实用化取决于太阳光的有效利用率,研究开发可见光化的光催化剂成为当前光催化剂研究中的重要课题。文章介绍了光解水制氢的反应机理,综述了近年来半导体光催化剂在利用可见光方面的研究进展。     

太阳能光催化分解水研究进展

 以太阳能光-化学转化中最为重要的反应-光催化分解水为核心，从光催化分解水的原理、半导体捕光材料、光生电荷分离策略、双助催化剂、Z机制分解水体系以及太阳能分解水制氢途径等方面，介绍了光催化分解水制氢的最新研究进展，并展望了其未来的发展趋势。     

太阳能光催化分解水研究进展

 以太阳能光-化学转化中最为重要的反应-光催化分解水为核心，从光催化分解水的原理、半导体捕光材料、光生电荷分离策略、双助催化剂、Z机制分解水体系以及太阳能分解水制氢途径等方面，介绍了光催化分解水制氢的最新研究进展，并展望了其未来的发展趋势。     

光催化分解水制氢半导体材料评述

综述了半导体光催化分解水制氢的基本原理以及近年来一些研究进展.对目前报导的光催化材料进行了整理和分类,评述了各种光催化材料的特点和性能;对光催化分解水的研究工作和发展方向进行了展望.     

氮化碳光催化分解水研究进展

光能取之不尽用之不竭,利用光催化技术分解水解制氢被认为是解决能源与环境问题的有效手段之一。2009年,氮化碳聚合物半导体实现了光催化产氧与产氢水分解半反应,打破了人们对有机聚合物半导体不宜作为光催化材料的传统认识。氮化碳材料由碳、氮两种元素构成,廉价易得,且光化学性质稳定。近年来,以氮化碳为代表的不含金属组分的光催化材料逐渐成为国际光催化研究的热点之一。本文将从氮化碳材料的光催化分解水的构-效关系出发,围绕共聚合氮化碳、结晶相氮化碳和氮化碳光电极,讨论氮化碳材料在光催化分解水的研究现状与发展趋势。     

石墨烯及其复合材料光催化制氢研究新进展

随着经济的发展和人民生活水平的提高,环境污染与能源短缺问题日益严重,亟待解决.氢气作为一种清洁能源,由于其能量密度高,运输储存方便且产物不会造成环境污染,成为了公认的化石能源的良好替代品.通过光催化降解水,可以实现氢能源的无污染生产,这项技术正受到各国学者的高度关注.石墨烯在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域都展现出了优良性能,尤其是其复合材料可作为光催化降解水的催化剂,具有十分广阔的应用前景,综述了近年来在光催化制氢领域的重要研究进展,并对光催化制氢的未来发展进行了展望.     

TiO_2纳米管限域Co_3O_4催化剂的光解水制氢性能

采用真空辅助浸渍法,将硝酸钴浸入TiO_2纳米管内,再经400℃焙烧得到Co_3O_4纳米粒子内嵌于TiO_2纳米管的光催化剂.通过X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见光谱等测试手段对材料进行表征,并在可见光照射下,通过光解水制氢评估材料的催化性能.实验结果显示,高度分散的Co_3O_4内嵌于TiO_2纳米管内,粒径为3~5 nm.与Co_3O_4负载于TiO_2纳米管外的催化剂相比,管内的Co_3O_4与TiO_2纳米管之间的相互作用增大,其可见光吸收明显增强,可见光分解水制氢性能显著提高.     

银基半导体光催化材料的应用研究进展

银基半导体材料具有良好的可见光响应特性和等离子体效应,因此银基材料作为可见光响应的材料广泛用于可见光光催化材料的构筑,以及应用于光分解水制氢、光降解污染物、抗菌等领域.文章从银基材料所含金属种类的不同,从一元金属到多元金属银质材料以及复合银基材料方面的研究进行了综述,并概述了其主要应用.最后,展望了银基半导体材料在光催化材料的构筑及应用方面的未来发展趋势.     

醇分子作为牺牲剂对Pt/TiO2光催化水解产氢效率的影响

鉴于太阳光催化分解水获取氢能源反应中,产氢效率受到牺牲剂组成和结构的影响,以Pt/TiO_2为模型催化剂,125 W高压汞灯为光源,在常压环境下,比较不同一元醇(甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇)和多元醇(乙二醇、丙三醇、丁四醇、聚乙二醇)的反应性能.实验结果发现,乙二醇作为牺牲剂时产氢效率最高,可达到17.62 mmol·(g·h)-1.研究还发现,反应不仅生成了H2和CO_2,还生成了CO、CH_4、C_2H_6、C_2H_4等产物.基于产物分布,进一步对醇分子作为牺牲剂时,光解水的产氢机理进行了探讨.     

仿生光催化材料的研究进展

光催化技术在解决能源短缺和环境污染等方面具有巨大潜力.如何提高光催化材料的太阳光利用效率和催化活性是制约光催化技术能否大规模应用的关键问题.自然界的植物和藻类等生物历经千百万年自然选择的残酷竞争，已进化出了能有效捕捉、吸收和利用太阳光的特殊结构和环境净化功能.利用这些自然界中具有特殊光学性质或能有效吸收和利用太阳光的结构或物质制备光催化剂，有望突破传统合成光催化剂的技术局限，开辟高效光催化剂合成的新途径.文章从形貌复制与调控、元素自掺杂、光敏材料、硫化物半导体、生物碳复合材料等方面详细介绍了仿生材料在光催化中的应用，希望对设计、制备高效光催化材料提供一定的理论参考和借鉴意义.     

用于电催化水分解的三维阵列材料（英文）

氢能源被认为是最有可能替代化石燃料的清洁能源之一.探索适用于水分解产氢的催化剂已经成为电解水领域的重要课题.由于纳米粉体材料导电性不好,且在催化过程中容易堆积,所以将纳米活性物质和导电基底结合起来,构建具有开放多孔结构的三维(3D)阵列电极已经成为电催化领域的研究热点.本文首先总结了3D阵列电极在电催化水分解中的优势,然后介绍了提高材料催化性能的几种策略,最后对用于水分解的阵列催化材料进行了分类和总结,希望能为新的电催化材料的设计和制备提供参考.     

面向能源转型的化石能源与可再生能源制氢技术进展

氢能是来源丰富、绿色低碳和应用广泛的二次能源,正逐步成为未来能源绿色转型发展的重要载体之一,是现有能源形式的有益补充,也是未来能源体系的重要组成部分。该文介绍了清华大学能源与动力工程系在制氢领域取得的基础研究和应用开发的系列成果。在碳氢燃料重整领域,合成了烧绿石负载型重整通用催化剂,开发了全系列重整制氢样机;在中温氢气净化领域,提出了中温净化新途径并合成了覆盖全温区的氮基活性炭疏水吸附剂及水滑石基吸附剂,完成了中温变压吸附H₂/CO₂分离技术示范;在可再生能源电解领域,依托固体氧化物电解池实现了二氧化碳与水共电解制取燃料、升高反应温度以降低水理论分解电压,从而缩减了碱水电解能耗。发展制氢技术是氢能燃料电池产业的首要技术环节,有助于推进未来能源利用方式变革,是构建低碳、安全和高效现代能源体系的重要举措。     

太阳能光催化制氢体系研究进展

世界经济的迅猛发展,在促进人们生活水平飞速提升的同时也造成了全球日益严重的能源短缺和环境污染.氢作为一种能源载体,能量密度高,可储可运,且燃烧后唯一产物是水,不污染环境,被认为是今后理想的无污染可再生替代能源.利用太阳能光催化制氢通过把太阳能转化为氢能,能够实现能源的无污染生产、储存、运输和使用,正日益受到国际社会的高度关注,被认为是解决能源及环境问题的最佳途径之一.依据光催化制氢时是否添加牺牲剂及添加牺牲剂的种类,对光催化制氢体系进行了分类,并分别概述了不同体系的研究进展,并对太阳能光催化制氢的未来发展进行了展望.     

太阳能热源生物质催化制氢研究

清洁能源的开发使用已经成为可持续发展的紧迫课题,开发经济高效的生物质制氢的技术极具前景和发展潜力。本文实验验证了利用太阳能集热器收集太阳能,用于高温分解生物质催化制氢的可行性,并分析了太阳能热源生物质高效制氢的高效性和发展性。     

光催化剂可见光化研究进展

 光催化剂可将光能转变为化学能,可用于使水分解制氢及将环境中的有害物还原氧化为无害物质等,其应用前景十分广阔.而阻碍其应用的是不能有效地利用太阳光,因此研究开发可见光化的光催化剂就成为当前光催化剂研究中最重要的课题.本文简述了光催化剂的作用原理及较系统地介绍了可见光化光催化剂目前的研究现状及成果.     

基于超声波雾化技术制备纳米TiO2粉体及其表征

自1972年日本的Fujishima和Hondal[1]发现TiO2单晶电极光分解水以来,多相光催化反应引起人们的浓厚兴趣.1976年Ftank等将半导体材料用于催化光解污染物,取得了突破性进展.TiO2半导体的带隙能为3.2 eV,当用波长小于400 nm的紫外光照射时,电子从价带激发到导带使TiO2具有光催化活     

高效光催化产氢分子组装体研究报告

氢是一种清洁高效的理想燃料。利用太阳能制氢是直接将太阳能高效转化为化学能的有效方式。通过分子组装构筑了一系列高效太阳能光催化制氢的新体系,分子组装体高效的能量传递、电子转移和电荷分离过程显著提高了催化体系的产氢效率和稳定性。例如:采用低温水热方法制备的多级Sn2Nb2O7空心球可见光催化剂和采用多元醇热注入法制备的由超薄纳米片组装而成的分等级花状结构Zn In2S4亚微米球均表现出优异的光解水产氢性能;利用树枝状聚合物、聚丙烯酸和壳聚糖开展对铁氢化酶外围保护蛋白的模拟和功能性研究,在国际上率先突破了铁氢化酶模拟化合物稳定性差、催化效率低的瓶颈,实现了太阳光驱动铁氢化酶模拟化合物的水相高效产氢。