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.     

太阳能光催化分解水气泡动力学研究进展

太阳能光催化分解水制氢中的气泡动力学，涉及多物理场和光催化反应之间的相互作用，相比传统的沸腾换热和电解水领域气泡动力学更加复杂且具有独特性。本文从光催化分解水基本原理出发，综述了催化剂表面气泡成核生长动力学规律及其行为调控的研究进展。对于光催化分解水的气泡成核尺度和过饱和度，可以通过经典成核理论估算，然而受现有测试方式的制约，尚无法同时获取高空间和高时间分辨率的成核过程信息。对于催化剂表面气泡的生长规律，通常可由惯性控制、扩散控制和化学反应控制3种机制进行描述，而决定气泡生长控制机制的关键是有效反应表面与气泡尺寸的相对大小。为了有效降低气泡覆盖对光催化反应系统带来的负面影响，可通过添加表面活性剂、调节催化剂表面结构和润湿性为主的被动调控方式，以及施加外部流场、声场、磁场和周期性光照为主的主动调控方式，对气泡行为进行定向调控加以实现。当前研究面临的主要挑战是揭示光催化分解水过程中复杂物理场作用下的相间作用和能质输运机理，从而为未来低成本、高效利用太阳能光催化分解水制氢应用提供指导。     

人类终极能源梦——太阳光分解水制氢研究进展

 利用太阳光分解水制备氢气,从太阳照射能量中直接获得大功率的动力能源,被认为是人类能源的终极梦想.本文介绍了太阳光催化分解水制氢的原理,阐述了光解水对光催化材料的热力学和动力学要求.重点从新型光催化材料研发、共催化复合体系构筑、纳米形貌调控、器件化设计等4个方面综述了近年来国内外光解水制氢关键材料和技术的研究进展.结合实际应用,对制氢体系中牺牲剂应用、模拟自然光合作用、光解海水、光催化剂稳定性等方面的研究进行了分析.展望了未来太阳光催化分解水制氢技术的发展方向.     

不同形貌的TiO2光催化制氢性能研究进展

氢是最清洁、最有前途的能量载体,可以通过光催化直接分解水来制备.TiO2由于活性高、稳定性好、无毒害等优点被广泛用于光催化分解水制氢.影响TiO2光催化活性的因素有TiO2的晶型、晶面、晶粒大小和形貌等,其中形貌对TiO2光催化活性的影响最大.调控形貌对TiO2的晶粒尺寸、晶面比例、比表面积、光的吸收、光生载流子的分离...     

氮化碳光催化分解水的研究进展

近年来,以氮化碳为代表的不含金属组分光催化材料逐渐成为国际光催化研究的热点之一.本文从氮化碳材料光催化分解水的构-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催化等3个方面,综述提升氮化碳光吸收能力、增强电荷迁移与分离效率等性质的手段,并探讨将氮化碳材料与光电催化体系耦合的方法.最终,对氮化碳材料在光催化分解水的研究现状与发展趋势进行分析与总结.     

钛酸铟光催化材料的研究进展

开发高效稳定的半导体光催化材料是推动半导体光催化技术应用发展的一个关键问题.钛酸铟作为一种新型的光催化材料,其所具有的特殊晶体结构使其具有优良的光催化性能,可被广泛应用于水分解、有机污染物降解和气体传感器等领域.本文阐述了钛酸铟材料在制备技术及各应用领域的研究进展,并对这类材料的未来发展进行了展望,期望能为相关研究人员...     

金属有机框架材料在光催化领域的应用

金属有机框架(MOFs)材料具有比表面积大、结构可调控、孔隙度高等特点,在许多领域都有潜在的应用价值.本文综述了近年来MOFs在光催化制氢、CO₂的还原、光催化降解方面的研究.此外,本文还探讨了MOFs作为催化材料的优点,对其应用前景进行展望.     

非TiO_2可见光响应半导体氧化物光催化研究进展

继TiO2光催化剂以后的第二代光催化剂-可见光光催化剂由于可以直接利用太阳光对污染物进行降解,甚至可以分解水产生氢能,而成为当今环境领域的研究热点.本文综述了近年来非TiO2可见光响应的氧化物催化剂的研究现状,包括金属氧化物、复合氧化物、杂多酸、卤氧化物的研究进展;概述了其氧化物的制备方法、光催化特性及机理;最后对其氧化物可见光光催化研究进行了展望.     

非TiO2可见光响应半导体氧化物光催化研究进展

继TiO2光催化剂以后的第二代光催化剂-可见光光催化剂由于可以直接利用太阳光对污染物进行降解,甚至可以分解水产生氢能,而成为当今环境领域的研究热点.本文综述了近年来非TiO2可见光响应的氧化物催化剂的研究现状,包括金属氧化物、复合氧化物、杂多酸、卤氧化物的研究进展;概述了其氧化物的制备方法、光催化特性及机理;最后对其氧化物可见光光催化研究进行了展望.     

退火温度对NiCo2O4纳米材料析氧性能的影响

电催化水分解过程中,动力学缓慢的阳极氧析出反应,制约了全水分解制备氢气的效率,因此,制备高效、稳定的析氧催化剂是十分必要的.通过溶剂热和热处理的方法制备了 NiCo2O4纳米颗粒,研究了退火温度对材料电催化析氧性能的影响.通过XRD,Raman,SEM,TEM以及极化曲线测试等研究了不同退火温度下得到材料的结构、形貌和...     

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.     

矩阵和的Drazin逆表示的一些结果

研究两个矩阵和的Drazin逆的表示.对于n阶矩阵P,Q,在P~DQ=0,PQ~D=0,Q~πPQPP~π=0,Q~πPQ~2PP~π=0,Q~πPQ~3P~π=0的条件下,利用矩阵的核心幂零分解给出了P+Q的Drazin逆的表达式.     

表面氟化二氧化钛光催化氧化聚乙烯保鲜膜

针对目前塑料薄膜处理方法的缺陷,试探了一种新型的塑料薄膜处理方法--表面氟化二氧化钛光催化氧化法. 采用XPS和形貌变化以评价塑料薄膜的氧化分解效果.以聚乙烯塑料保鲜薄膜为分解模型的实验结果表明:二氧化钛光催化(λ≥320 nm)能显著促进塑料薄膜的光催化分解.催化剂表面氟化处理对聚乙烯膜分解的促进作用并不明显.     

废水中重金属离子的光催化还原研究进展

近年来,光催化氧化还原用于处理废水得到了较为广泛的研究,其中对于有机污染物的光催化氧化研究较多,而对于废水中重金属离子的光催化还原研究较少.本文综述了光催化技术在废水中重金属离子处理方面的应用,从重金属离子的光催化还原热力学分析、机理以及影响因素3个方面阐述了重金属离子的光催化还原新进展.     

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。     

Zr基金属有机框架材料光催化分解水的研究进展

随着全球工业化的不断发展,化石燃料的消耗总量在不断攀升,随之带来的能源短缺与环境污染问题成为人们面临的重大挑战。氢能是一种绿色、低碳、高效的清洁能源,利用可持续再生的太阳能,通过光催化分解水制备氢气,被认为是解决上述问题的有效途径。金属有机框架具有结构可修饰、性能易调控、孔道结构丰富及比表面积较大的特性,被广泛应用于光催化领域。其中,Zr基MOFs结构类型丰富,同时具备优异的热稳定性、化学稳定性和机械稳定性,被广大研究人员所青睐。总结了近10年来Zr基配合物光催化分解水制氢的相关研究工作,从扩大可见光吸收范围、提升光生电子和空穴分离效率2个方面阐述了高效Zr基配合物光催化剂的设计思路,为光催化领域更多科研工作者开展相关工作提供了理论支撑。     

分解尾气路面材料制备及紫外光辐照度对其催化性能影响的研究

针对尾气分解型路面存在的问题,研发了适用于光催化分解汽车尾气性能的测试系统,提出了光催化分解汽车尾气性能的评价指标及其计算公式。利用SBS改性剂、基质沥青、乳化剂、稳定剂、纳米二氧化钛、六偏磷酸钠、盐酸等制备出了具有光催化分解汽车尾气性能的乳化沥青;并分析了紫外线辐照度对光催化分解汽车尾气性能的影响。研究结果表明:有效分解效率等能够有效的评价路面光催化性能,尾气分解型路面对CO、NO、HC的分解性能受紫外光辐照度影响显著,随着紫外线辐照度的增大而增大。     

TiO_2纳米光催化材料的研究进展

在环境污染物的光催化分解中,高活性光催化剂的使用是关键环节.本文综述了近年来TiO_2光催化材料改性的重要方法以及新型TiO_2光催化剂的研究进展. TiO_2光催化剂的改性方法主要有复合半导体、染料光敏化、贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂、多元共掺杂等.新型光催化剂种类主要有钙钛型光催化剂、层状金属氧化物光催化剂、隧道结构化合物光催化剂等.未来可以考虑利用普鲁士蓝类纳米配合物和金属-有机框架材料(MOFs)对TiO_2光催化材料进行改性,得到新型的具有高催化活性的的TiO_2光催化剂.     

氧空位缺陷对光催化活性的影响及其机制

氧空位作为最常见且最重要的一类晶体缺陷,对半导体光催化剂的性能有着显著的影响.近年来,通过引入和调控氧空位的方法来改善光催化活性,尤其是可见光性能,成为光催化研究领域的热点之一.本文详细阐述了含氧化合物中存在的氧空位缺陷对光催化剂的电子结构、几何构造、吸光特性、表面吸附解离等的影响,并在此基础上讨论了氧空位对光生电荷分离、光催化选择性、紫外光及可见光催化活性的影响,以期为今后氧空位缺陷调控型高性能光催化材料的设计及开发提供科学依据.     

基于二氧化钛多相光催化的环境净化技术研究及进展

对二氧化钛环境光催化的最新研究进展进行了综述. 其中包括:给水的净化、有毒废水的治理、大气净化和光催化杀菌消毒等方面.针对光催化过程的研究现状与一些尚待解决的问题,着重讨论了辐射传递模型、光催化反应器、协同效应以及二氧化钛光催化的基本原理,同时也介绍了本课题组研制开发的新型光催化反应器.