CNTFe鄄NiTiOZnO阵列修饰Ni阳极的制备及光催化制氢性能.PDF

Vol.36 高等 学校 化 学 学报 No.5 2015年5月 摇 摇 摇 摇 摇 摇 CHEMICALJOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES摇 摇 摇 摇 摇 摇 971~975 doi:10.7503/ cjc 摇 摇 CNT/ Fe鄄Ni/ TiO / ZnO 阵列修饰Ni 阳极的 2 制备及光催化制氢性能 何田田,陈爱平,孙秀丽,林启志,李春忠 (华东理工大学材料科学与工程学院,超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海200237) 摘要摇 采用层层自组装方法在Ni片阳极上构建TiO/ ZnO纳米棒阵列,以二氧化钛前驱体溶胶中掺杂的铁 2 和镍为催化剂,通过气相沉积法在TiO/ ZnO纳米棒阵列间原位生长碳纳米管(CNTs),得到 CNT/ Fe鄄Ni/ 2 TiO/ ZnO复合光催化剂修饰的光活性Ni片阳极. 以碱性电解池为基础,用紫外线辐照修饰的Ni 阳极实现2 光催化和电解水的有机耦合制氢过程. 通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉 曼光谱(Raman)和电化学阻抗谱(EIS)对CNT/ Fe鄄Ni/ TiO/ ZnO复合膜光催化剂的结构进行了表征,并测试 2 了其光催化辅助电解水制氢(WEAP)活性. 结果表明,生长了碳纳米管的光催化复合膜 CNT/ Fe鄄Ni/ TiO/ 2 ZnO修饰的Ni 阳极的产氢速率分别比Fe鄄Ni/ TiO/ ZnO修饰的Ni 阳极和纯Ni片提高了93郾7%和533郾0%. 2 关键词摇 二氧化钛;碳纳米管;光催化;制氢 中图分类号摇 O646摇 摇 摇 摇 文献标志码摇 A 氢气作为一种清洁能源,其廉价高效制备备受关注. 目前常见的制氢方法有化石燃料法、 电解水 [1] 法、光催化分解水法和生物质法等 . 电解水制氢具有环保和产氢纯度高等优点,但受到高电耗的制 约. 通过半导体催化剂对阳极的修饰和光对阳极的辐照,可实现光解水技术与电解水技术的耦合,不 [2] 但能显著提高传统电解水的产氢效率,也可降低过程的电耗 . [3,4] TiO 由于光激发产生的光生载流子易复合,使得TiO 的光量子效率较低. 通过半导体复合 、离 2 2 [5]