Pd/TiO2光催化苯甲酸水溶液产氢性能研究

摘要：

为了探讨在光催化分解水(下称光解水)制氢反应中含苯有机废水作为牺牲剂的可行性,以光沉积法制备了Pd/TiO2[w(Pd)为0.5％]模型催化剂,并且通过XRD(X射线衍射)、BET(N2物理吸附)、TEM(透射电镜)、XPS(X射线光电子能谱)和UV-vis DRS(紫外-可见漫反射吸收光谱)等表征手段考察了催化剂的微观结构及性质,使用泊菲莱Labsolar-Ⅲ AG系统评价了苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯三甲酸作为牺牲剂的光催化性能.结果表明:引入的Pd以Pb0和pb2+高度分散在TiO2基底表面,未改变TiO2的晶体结构;与TiO2相比,Pd/TiO2具有更大的比表面积、更小的孔径和更强的光吸收性能.苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯三甲酸光解水产氢速率分别为4.264、6.429和5.400 mmol/(g·h),分别为空白处理[无牺牲剂,0.733 mmol/(g·h)]的5.8、8.8、7.4倍.依据乙酸和三氟乙酸的光解水产氢速率数据及结构特征,初步探讨了苯甲酸参与价带空穴氧化反应的机理,发现光解水产氢速率的大小与苯甲酸牺牲剂的还原性强弱、羧基个数以及空间位阻有关,表现为牺牲剂发生photo-Kolbe脱羧反应越容易、羰基数目越多、空间位阻越小,其光解水产氢速率越高.未来应进一步探寻高效、稳定的模型牺牲剂,以应用于氢能源生产研究.

关键词：光催化、Pd/TiO2、光解水、牺牲剂、产氢

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分类号：X703(一般性问题)

资助基金：福建省2011洁净煤气化技术协同创新中心项目XK1401;福建省科技厅自然科学基金项目2015J01601;福建省教育厅青年基金项目JA15475

在线出版日期：2016-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1089-1095