Zn、S共掺杂对TiO2纳米颗粒结构和光解甘油水溶液制氢性能的影响

编号：CPJS05570

篇名：Zn、S共掺杂对TiO2纳米颗粒结构和光解甘油水溶液制氢性能的影响

作者：邓文燕 ;辛亚 ;王希涛

关键词： 二氧化钛 纳米颗粒 光催化 制氢 甘油水溶液

机构： 天津大学化工学院

摘要： 以钛酸丁酯、硝酸锌和硫脲为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同n（Zn）/n（Ti）的Zn、S共掺杂的TiO2光催化剂。采用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、激光拉曼光谱（FT-Raman）、紫外-可见漫反射（UV/vis DRS）等对催化剂的结构和光吸收性能进行了表征。结果显示,Zn和S在TiO2纳米颗粒中均匀分布,Zn以ZnO形式存在,而S以SO2-4形式存在,共掺杂未改变TiO2的锐钛矿结构。Zn和S共掺杂后,TiO2纳米颗粒的晶粒变小。由于Zn的掺杂,在TiO2禁带中产生了杂质能级,降低了纳米材料的禁带宽度,抑制了光生电子和空穴的复合,从而提高了光吸收效率。而S的掺杂,增加了催化剂表面的酸性位,有利于光催化活性的提高。掺杂了Zn、S的TiO2光催化甘油水溶液制氢的效率远高于纯TiO2。在氙灯照射下,3%Zn、S共掺杂催化剂的产氢速率可达到150.5μmol/（h·g）。