玉米秸秆牺牲剂对TiO2/Pt/生物炭光催化水制氢性能的影响

• 作者: 周云龙 孙萌 于腾 王健
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 催化剂 生物炭 牺牲剂 制氢 玉米秸秆
• 年，卷（期）: 2021,（24）
• 所属期刊栏目: 农业生物环境与能源工程|Agricultural Bioenvironmental and Energy Engineering
• 页码范围: 232-239
• 页数: 8页
• 分类号: TQ028.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.24.026

摘要

采用光沉积法、水热合成法制备出TiO2/Pt/生物炭复合光催化剂,以玉米秸秆悬浮液作为牺牲剂,考察了不同质量分数玉米秸秆对光催化分解水制氢性能的影响.通过X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)、透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)、X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)和紫外可见漫反射光谱(UV-Visible diffuse reflectance spectra,UV-Vis DRS)等表征手段进一步论证了复合催化剂结构特征.结果表明,随着玉米秸秆质量分数的增大,光催化体系的制氢量展现出先增大后降低的变化趋势.当玉米秸秆质量分数为30％时,TiO2/Pt/生物炭复合材料制氢性能最佳,制氢速率达到225μmol/(g·h),是单纯TiO2/Pt的11.2倍.其原因在于玉米秸秆分子组成中含有大量的醛基自由基,在光催化过程中被激发,与空穴发生氧化反应,提高了光催化制氢效率.此外,TiO2/Pt/生物炭光催化制经过5次重复利用后,制氢量仍为900μmol/g,具有较高的光稳定性.