coox改性tio2光催化剂的制备、优化及其光催化分解水析氢性能研究

利用热分解法制备了不同掺杂量的coox-tio2系列光催化剂,并优化了制备方法。在用xrd、tem和xps等技术对催化剂表征的基础上，探讨了乙醇作为电子给体时coox改性对p25-tio2光催化分解水析氢性能的影响。本文还利用连续瞬态电流-时间响应和循环伏安法等电化学方法，考察了coox-tio2改性系列光催化剂光照条件下电流响应强度、起始光电响应特性差别及光催化析氢电位变化等光电化学性能。光催化性能实验结果表明，适当掺杂coox(110～400℃焙烧时最佳掺杂量约为0.4wt%co，500℃焙烧时最佳掺杂量约为0.6～0.8wt%co)能够显著地提高tio2析氢光催化性能，产氢速率提高2个数量级。另外在适当温度下的热处理，能够改善催化剂光催化性能(最佳处理温度为300～400℃)。光电化学性能评价结果表明，适当掺杂coox和适当温度下焙烧能在催化剂表面形成较多的析氢活性物种——含钴复合物，能有效增强催化剂光电流响应强度，并使得析氢光还原电位向有利于析氢方向位移。高含量掺杂coox会在催化剂表面形成某种碳化物物种，大量含钴复合物活性中心的出现会降低光吸收效率，增加tio2表面光生电子-空穴复合率而使催化剂失去析氢光催化性能。