SiO 2 ／曙红Y-Pt体系可见光催化分解水制氢研究 - 分子催化.PDF

　第２１卷 第４期 分　　子　　催　　化 Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．４　 　２００７年８月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＯＬＥＣＵＬＡＲＣＡＴＡＬＹＳＩＳ（ＣＨＩＮＡ） Ａｕｇ．　２００７　 文章编号：１００１３５５５（２００７）０４０３６２０３ ＳｉＯ／曙红ＹＰｔ体系可见光催化分解水制氢研究 ２ １，２ １ １ １ 张晓杰 ，储国海 ，李树本 ，吕功煊 （１．中国科学院兰州化学物理研究所 羰基合成与选择氧化国家重点实验室，甘肃 兰州７３００００； ２．中国科学院研究生院，北京 １００１０１） 关　键　词：光催化；硅胶；曙红；制氢；可见光 中图分类号：Ｏ６４３．３２　　　文献标识码：Ａ 　　光催化分解水制氢是可再生能源的重要问题之 体、微乳以及聚电解质已被用于促进电荷的分离． ［１］ ［１４］ 一 ．现已发现，许多半导体都具有受光激发后还 由于硅胶表面有过剩的负电荷，Ｗｉｌｌｎｅｒ 等人曾 原水放氢的活性，如ＴｉＯ，ＳｒＴｉＯ，ＣｄＳ等［１～４］，一 利用硅胶调控光敏化过程中所生成的电荷分离以提 ２ ３ 些复合氧化物也具有良好光催化分解水制氢活 高光敏效率．另外，硅胶还具有其它许多优点，如 性［５～７］．虽然光催化分解水制氢取得了巨大的进 高的比表面积和优良的可见光透射性能． 步，但是仍面临着一些亟待解决的问题，如通常稳 我们选择了硅胶为染料的吸附基底和产物分离 定的半导体材料ＴｉＯ和ＴａＯ，仅对占太阳光谱约 的促进剂、曙红Ｙ为敏化剂和Ｐｔ为助催化剂，以三 ２ ２ ５ ５％的紫外光敏感；而对可见光敏感的半导体材料， 乙醇胺为电子给体，研究了该体系的可见光产氢性 如ＣｄＳ又不稳定，在反应过程中会发生光腐蚀．掺 能及其影响因素，详细探讨了体系的ｐＨ值和曙红 杂和敏化稳定的宽禁带半导体使其对可见光敏感成 Ｙ的浓度对产氢速率的影响． 为一个重要的努力方向．重大的突破出现在 １９９１ １实验部分 年，Ｇｒｔｚｅｌ等利用 Ｒｕ染料敏化 ＴｉＯ电池获得了 ２ ［８］ 曙红Ｙ敏化的硅胶采用浸渍法合成，在６０℃ ７％左右的太阳能转化为电能的光电转化效率 ． 吸附１６ｈ以确保曙红Ｙ能吸附在硅胶表面或孔道 一般认为，Ｇｒｔｚｅｌ电池之所以具有如此高的光电转 内，然后于６０℃干燥１２ｈ．采用原位光还原的方法 换效率，主要是由于纳米多孔的ＴｉＯ膜提供了足够 ２ 担载１％ Ｐｔ．除非特别注明，曙红Ｙ与硅胶的质量 多的吸附位，从而使较多的染料分子能够吸附在电 ［８，９，１０］ 比（标记为Ｅ／Ｓ）为１／２．光源为３００Ｗ碘钨灯，并 池中 ；实验也证明这种多孔的材料有利于电 ［１１］ 配备４２０ｎｍ滤光片．反应在一个容积为１０８ｍＬ的 荷的运输和传递，从而提高电荷的有效利用率 ． ２