光解水制氢半导体光催化材料的研究进展
光催化析氢 综述
光催化析氢综述
光催化析氢是一种利用光能促进水分子的光解反应，产生氢气的过程。
这种技术具有潜力成为一种清洁、可持续的能源生产方式，因为它可以利用太阳能作为驱动力，并且产生的氢气是一种清洁的燃料。
在光催化析氢中，通常使用半导体材料作为光催化剂。
这些半导体材料能够吸收光能，将其转化为电能，并驱动水分子的光解反应。
常见的半导体材料包括二氧化钛（TiO2）、氧化锌（ZnO）、氮化镓（GaN）等。
这些材料具有良好的光吸收性能和电子传导性能，能够有效地促进光催化析氢反应。
光催化析氢的反应机理包括以下几个步骤：光激发、电子传输、水分子吸附和催化反应。
当光照射到半导体催化剂表面时，光激发了半导体中的电子，并形成电子-空穴对。
这些电子和空穴可以通过半导体中的传导带和价带进行电子传输。
在水分子吸附到催化剂表面后，电子和空穴可以参与催化反应，将水分子分解为氢气和氧气。
尽管光催化析氢技术具有很大的潜力，但目前仍然面临一些挑战。
其中一个挑战是光催化剂的效率和稳定性。
虽然一些半导体材料表现出较高的光催化活性，但它们在实际应用中可能会受到光照条件、反应温度和水质等因素的影响。
因此，寻找高效、稳定的光催化剂仍然是一个研究热点。
另一个挑战是光催化析氢技术的规模化生产和应用。
目前，大多数研究还处于实验室阶段，尚未实现大规模的产业化应用。
因此，需要进一步研究和发展光催化析氢技术，以解决其在实际应用中的可行性和经济性问题。
光催化分解水综述
MADE BY EAST
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3.1 钽酸盐光催化剂
日本东京理工大学H.Kato和A.Kudo研究组研究了一系列 的钽酸盐的光催化活性。研究发现与钛酸盐催化剂不同，钽 酸盐催化剂即使在没有负载复合光催化剂（如Pt）的情况下, 其光催化性能也比TiO2 的光解水效率高的多
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3.1.1 碱金属钽酸盐
抑制电子-空穴再结合的途径主要通过光催化剂的改性 来实现。主要方法有贵金属沉积；复合半导体；离子掺杂； 表面光敏化；表面还原处理；超强酸化；表面螯合及衍生作 用等
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2.4.2 氢和氧结合逆反应的抑制
通过除去反应生成的气相产物、在反顶部照射、设计层 状结构催化剂（使氢和氧在不同位置的反应点产生）等 加入电子给体或受体 方法阻止逆反应的发生
FeTaO4 CoTa2O6 NiTa2O6 CuTa2O6 ZnTa2O6 ZnTa2O6* 1.7 3.2 3.7 2.4 4.4 4.4 * 负载0.1wt%NiO
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0.5 2 11 0.09 7 15
0 0 4 0.04 0 6
过渡金属钽酸盐低催化活性的原因
由于Cr, Mn, Fe, Co, and Cu等金属离子均存在变价，因 此它们都容易成为光生电子-空穴的再结合中心，从而降低 了催化活性 而Ni由于其半满的3d轨道构型使之能形成稳定＋2价离 子，不易成为再复合中心，加之其大的禁带宽度，使其成为 唯一具有催化活性的过渡金属钽酸盐 ZnTa2O7的禁带宽度也很大，同时Zn离子也比较稳定， 但在无NiO共催化的条件也不具有催化活性。其中的原因可 能在于其表面产生氢的活性点活性较低
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光催化光解水制氢百科_解释说明
光催化光解水制氢百科解释说明引言部分的内容：1.1 概述：光催化光解水制氢是一种利用太阳能将水分子分解成氢气和氧气的现代科学技术。
通过这种方法，不仅可以生产出清洁的燃料氢气，还能同时减少对环境的影响。
光催化光解水制氢被认为是一种可持续发展和环境友好的能源解决方案。
1.2 文章结构：本文主要包含五个部分：引言、光催化光解水制氢的原理与机制、光催化材料在光解水制氢中的应用、光解水制氢过程中面临的挑战和展望以及结论。
文章将从介绍概念开始，然后深入探讨光催化反应的定义与特点、光解水制氢的原理与相关反应以及选择与设计适合于该过程的光催化剂等内容。
随后，会介绍半导体材料在该领域中的应用、复合材料与异质结构设计以及催化剂修饰及载流子传输调控技术等方面。
接下来，我们将重点讨论动力学限制和提高效率的策略、资源与环境可持续性考虑以及商业化应用前景与未来发展方向。
最后，我们将总结本论文的主要研究成果，并展望未来在这一领域的研究方向。
1.3 目的：本文的目的是全面阐述光催化光解水制氢的原理、机制和应用，并分析该过程中所面临的挑战和可能的解决办法。
通过对相关文献和研究成果进行综合整理和分析，希望为读者提供一个深入了解光催化光解水制氢以及其潜在应用价值和发展前景的全面指南。
此外，本文还将探讨存在于该领域中尚未解决问题，并提出未来进一步研究该技术时可能关注的重点方向。
根据以上内容撰写了文章"1. 引言"部分，请您查看并反馈满意度。
2. 光催化光解水制氢的原理与机制2.1 光催化反应的定义与特点光催化反应是指利用光能激发物质中的电子和空穴，在固体表面或溶液中进行化学反应的过程。
相比传统的热催化反应，光催化反应具有以下几个显著特点：首先，光能可以高效提供活性能量，使得部分惰性物质也能够发生反应；其次，光催化反应在温和条件下进行，减少了对环境的热污染；此外，光催化材料具有可再生性和可调控性等优点，在节约资源和环境可持续性方面具有潜力。
光催化重整有机化合物制氢的研究进展
TiO2光催化重整甲醇制氢机理
CH3OH + h+ CH3O + H+ CH3O + 2h+ CHO + 2H+ CHO + h+ + H2O HCOOH + H+ HCOOH + 2h+ CO2 + 2H+ 2H+ + 2e- H2
D. F. Ollis et al., J.Catal, 1984, 88, 89. H. Al-Ekabi et al., Langmuir, 1989, 5, 250. C. Richard., J.Photochem.Photobiol A: Chem, 1993, 72, 179. C. Wang et al., J.Am.Chem.Soc., 2004, 126, 8094.
Seminar II
光催化重整有机化合物 制氢的研究进展
报 告 人: 宗旭 2004级博士生
指导老师: 李灿 院
士
大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室
太阳能转化利用的途径
N. S. Lewis, Nature, 2001, 414, 589.
光电催化分解水制氢
TiO2 2hv 2e 2h
hv 表面复合 +
VB
hv
CB
H2
O2＋H+
CO2＋H＋
体相复合
+
或者 H2O
H+
有机物
分解水和有机物制氢的热力学对比
H 2O
H2 + 1/2 O2
ΔG
KJ/(mol C )
ΔG = 237 KJ/mol, E = -ΔG/nF = -1.23 eV
TiO2光解水制氢的研究进展
维普资讯
第 ４ 期
Ｔｉ ２ ｏ 光解 水制 氢的研 究进展
９
化 剂活 性 ，ｔ Ｐ 的负 载效果 最好 ， Ａｕ的其次 ［ ］ ５ 。 李越 湘 等 以草酸作 为 电子 给体 光催化 分解 水 制氢 ， ｔ Ｐ 的最佳 负载 量为 ０ ５ ， 酸浓 度 （．０ ～ ． 草 Ｏ０ １
小、 形貌 、 晶型 。改 变 Ｔｉ 的 晶 型使 得 光 催 化 剂许 ｏ２ 多 物理性 质如 物质 密 度 、 电子 能 带 结构 等 方 面 产生
不 同的光催 化 效果 。在 采 用 Ｔｉ 为 催 化 剂 时 ， Ｏｚ 证
实锐 钛矿 水解 产氢 的速率 是金 红石 相 的 ７ Ｌ 。催 倍 ２ ］
通 过浸 渍 还原 、 面 溅射 等 方 法 可 以 把 贵金 属 表
形成 分 散 颗 粒 沉 积 负 载 在 Ｔｉ 表 面 上 。 负 载 在 Ｏｚ ｒｉ２ 面 的 贵 金 属 能 在 金 属一 导 体 表 面 形 成 ｒｏ 表 半 Ｓｈ ｔ ｙ能 垒 ， 金 属 的费 米 能 级 比 ｒｉ 的低 ， ｃｏｔ ｋ 贵 ｒＯｚ 使 得 ＴＯ ｉ 导带 上 的电子 汇集 到贵金 属 上 ， 强 了氢 的 加
化 剂颗粒 小 于 临界 值 （ １ ｎ 时 ， 荷 载 体 就 会 约 ０ ｍ） 电
１ Ｔｉ 光 催 化产 氢 的原 理 和 特点 Ｏ。
当小 于 ３ ７ ｍ 的紫 外 光 照 射 到 ｒｉｚ ， 带 ８ｎ ｒＯ 时 价 上 电子 吸收 能量后 发 生 跃 迁 到导 带 ， 在价 带 和 导带 分别 产生 了空 穴与 电子 ， 吸附在 Ｔ Ｏｚ ｉ 的水 分 子被 氧 化性 很强 的空穴 氧 化 成 为 氧气 ， 时产 生 的氢 离 子 同 在 电解液 中迁移 后 被 电子 还原 成为氢 气 。 能实 现光催 化 产氢 的半 导 体材料 很多 ， Ｇａ 如 Ｐ、 Ｇ Ａｓ ａ 之类 的非 金 属 氧 化 物 材 料 ， 是 这 些 材 料 不 但
可见光分解水制氢催化剂的研究进展
关 键词 ：光催化 ；分解 水 ；可见 光 ；氢
中 图分类 号 ：０ ３３ ４ ６ ．６
文献标 识码 ：Ａ
煤和石油等化石燃料消耗量的 日 益增加 ，其储量 日益减少 ，终有一天这些资源将会枯竭 。这就迫 切需要寻找一种不依赖化石燃料的，储量丰富的新型能源。氢能正是人们所期待的这种二次能源之一。 氢是 自然界存在最广泛的元素 ，据统计它构成 了宇宙的 ７ ％。大量存在于水中。氢作为能源，有以下 ５ 特点：发热值很高 ， 是汽油的 ３ ； 倍 易储运 ， 适应各种环境 的要求；本身无毒，且燃烧时只产生水，没
导体 上产 生 的电子通 过外 电路 流 向阴极 ， 中的质 子从 阴极 上接受 电子产生 氢气 。 水 这种 方法 可 以分 别在
两极得到氢和氧 ，而不是混合气 。 ２ 半导体光催化法。即将 ＴＯ 或 Ｃ Ｓ等半导体光催化剂微粒直接 （） ｉ２ ｄ 悬浮在水 中进行光解水反应 。 半导体光催化在原理上类似于光电化学池 ， 细小的半导体微粒可以被看作
电极 导致 水分解 产 生氢 的发 现 ，揭示 了太 阳能 制氢 的可能 性 。目前 ，利用 太 阳能光 解制 氢 的研究 主要集 中于 ：（ ）光 电化 学 法Ｌ Ｊ １ ２ ，即通 过光 阳极 吸收 太 阳能并 将光 能转 化 为电 能 。光 阳极 通常 为光 半导 体材
料， 受光激发可以产生电子一空穴对 ， 阳极和阴极组成光化学电池 ， 在电解质存在下光 阳极吸光后在半
的分解电压为 １ ｅ 左右。当它受到其能量相当或高于该禁带宽度的光辐照时 ， ．ｖ ８ 半导体 内的电子受激发
水是一种非常稳定的化合物。从水这一 反应物到氢气和氧气产物的变化 ，是一个 自由能增大的非 自发反应过程。在标准状态下若要把 １ ｏ 的水分解为氢气和氧气 ，则需 ２ ７ Ｊ ｌ ｍ ３ 的能量 。 ｋ
光解水制氢的原理与发展前景
光解水制氢的原理与发展前景
光解水制氢是一种利用太阳能将水分解成氢气和氧气的过程。
它基于光催化原理，通过使用光催化剂吸收太阳能，促使水分子发生光解反应，产生氢气和氧气。
光解水制氢的原理可以简单描述为：当光照射到光催化剂上时，光子的能量激发了催化剂的电子，使其跃迁到更高能级。
这些激发态的电子可以与水中的分子发生反应，将水分解成氢气和氧气。
通常情况下，需要一种辅助材料来促进反应，例如负责传递电子的电子传递剂。
光解水制氢具有许多潜在的优势和发展前景：
1. 可再生能源：光解水制氢利用太阳能作为能源，不会产生二氧化碳等温室气体，是一种环保的能源生产方法。
2. 氢气是清洁能源：制得的氢气可以用作清洁能源，燃烧时只产生水蒸气，不会产生有害气体。
它可以用于燃料电池、氢能源储存等应用领域。
3. 资源丰富：水是地球上最丰富的资源之一，光解水制氢可以利用水资源生产氢气，相比于传统的化石燃料，资源更加充足。
4. 储能技术：光解水制氢可以将太阳能转化为氢气，而氢气可以被储存并在需要时使用，解决了太阳能供应不稳定的问题。
然而，目前光解水制氢还面临一些挑战和限制，如催化剂的效率和稳定性、成本等方面。
但随着科学技术的进步和投入的研发努力，光解水制氢有望成为未来清洁能源领域的重要技术之一。
可见光催化分解水制氢
参考文献
1. Fujishima A, Honda K., Nature, 1972, 238, 37. 2. Kudo A., Sekizawa M., Chem Commun, 2000, 15, 1371. 3. Tsuji I., Kato H., Kobayashi H. et., J. AM. CHEM. SOC., 2004, 126, 13406. 4. Wang-Jae Chun, Ishikawa A. et., J. Phys. Chem. B, 2003, 107(8), 1798. 5. Kudo A., International Journal of Hydrogen Energy, 2006, 31, 197. 6. Ishikawa A., Takata T., et al., J. Phys. Chem. B, 2004, 108, 2637. 7. Lei Z., You W., et al., Chem Common, 2003, 17, 2142.
•大多数光解水光催化剂仅能吸收紫外线，而紫外线在太阳光中 只占3％左右,最大的太阳光强度在500nm附近。 •就光解水来说，关键在于提高光催化反应的活性及选择性， 并将其激发波长扩展到可见光区，提高对光能的利用率．
光催化剂的结构及工作原理
H2O H2 + 1/2O2 G0 = 238 kJ/mol(E = -Go/nF = -1.23 eV)
J. AM. CHEM. SOC., 2004, 126 (41), 13406.
例三
Diffuse reflection spectra of (AgIn)xZn2(1-x)S2 solid solutions
x：
(a) 0, (b) 0.17, (c) 0.22, (d) 0.29, (e) 0.33, (f) 0.40, (g) 0.5, (h) 1.
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光解水制氢半导体光催化材料的研究进展田蒙奎1 ,2 ,上官文峰2 ,欧阳自远1 ,王世杰1(1. 中国科学院地球化学研究所,贵州贵阳550002 ;2. 上海交通大学机械与动力学院燃烧与环境技术研究中心,上海200030)摘要: 自从Fujishima2Honda 效应发现以来,科学研究者一直努力试图利用半导体光催化剂光分解水来获得既可储存而又清洁的学能———氢能。
近一二十年来,光催化材料的研究经历了从简单氧化物、复合氧化物、层状化合物到能响应可见光的光催化材料。
本文重点描述了这些光催化材料的结构和光催化特性,阐述了该课题的意和今后的研究方向。
关键词: 光解水;氢能;半导体光催化剂中图分号: X13 文献标识码:A文章编号:100129731 (2005) 10214892041 引言在能源危机和环境问题的双重压力下,氢能因其燃烧值高、储量丰富、无污染而成为最有希望替代现有化石能源的清洁能源,因而氢能的开发成了能源领域的研究热点。
自从Fujishima 和Honda 于1972 年发现了TiO2 光电化学能分解水产生H2 和O2 以来[1 ] ,科学研究者实现太阳能光解水制氢一直在作不懈的努力。
普遍接受的光解水制氢原理是:半导体光催化剂在能量等于或大于其禁带宽度的光辐射时,电子从最高电子占据分子轨道( HOMO ,即价带) 受激跃迁至最低电子占据分子轨道(LUMO ,即导带) ,从而在价带留下了光生空穴( h + ) , 导带中引入了光生电子(e - ) 。
光生空穴和光生电子分别具有氧化和还原能力。
要实现太阳能光解水制氢和氧,光生电子的还原能力必须能还原H2O 产生H2 ,而光生空穴的氧化能力必须能氧化H2O 产生O2 ,即半导体光催化剂的导带底要在H2O/ H2 电位( E0 = 0V ,p H = 0) 的上面(导带位置越高,电位越负,还原能力越强) ;而价带顶在O2 / H2O 电位( ENHE = + 1. 23V ,p H = 0) 的下面(价带位置越低,电位越正,氧化能力越强) 。
近一二十年来, TiO2 以外的光催化剂的相继发现,特别是能响应可见光的光催化材料的出现,使得光解水制氢研究进入了非常活跃时期。
本文就近期太阳能光解水制氢研究进展中的半导体光催化材料作一综述。
2 简单半导体氧化物,硫化物系光催化剂目前广泛研究的简单化合物半导体材料的能带结构如图1 所示：图1 部分半导体材料的能带结构示意图Fig 1 Schematic diagram of band st ructure for somesemiconductor sTiO2 光催化剂由于光照不发生光腐蚀、耐酸碱性好、化学性质稳定、对生物无毒性、来源丰富等优点而被广为利用。
具有代表性的P25 二氧化钛粉体材料几乎是现在最成功的光催化剂之一。
但TiO2 能隙大(3. 2eV) ,由此决定了其只能响应波长< 385nm 的仅占太阳辐射4 %左右的紫外光,对太阳能的利用率很低,并且只有在担载Pt 或RuO2 等情况下才有明显的制氢效果。
在TiO2 中Pt 和RuO2 等助催化剂的负载加快了光生电子和空穴向表面的迁移,有效抑制光生电子和空穴的复合,从而显著提高了光催化活性[2 ] 。
同时, TiO2 的复合体系如CdS2TiO2 、SnO22TiO2 、WO32TiO2 等也被广泛研究。
这些复合体系光催化性能不是简单的机械叠加,而是通过能级的匹配使电子空穴实现有效的分离。
通常光生电子从带隙窄、并且导带更低的半导体转移到TiO2 中的导带中,而光生空穴仍留在窄带隙的半导体中,从而实现电子空穴的分离,提高了其量子效率。
CdS 的带隙虽只有2. 4eV ,能有效的利用可见光,但由于存在如下光腐蚀,限制了其单独作为光催化剂的应用。
其光化学反应如下:CdS + hv----- h+ + e- (1)h+ + OH- -----1/2O2 + H+ (2)e- + H-----+ 1/2H2 (3)2h+ + CdS ------Cd2+ + S (4)因此,往往通过加入诸如Na2 SO3 、Na2 S 等牺牲剂(正孔捕捉剂) ,使得产氢反应不断进行下去。
同时,也常通过将CdS 同其它宽带隙的光催化剂复合来改变光催化剂的能带结构和稳定性[3 ] 。
3 复合氧化物3. 1 d 区具有d0 构型的复合氧化物近来,研究者把目光投向了具有半导体性质的过渡金属复合氧化物,试图寻求一些新型高效光解水制氢材料。
由于光催化现象首先发现于半导体TiO2 中,在复合金属氧化物中,人们首先对钛酸盐作了广泛的研究。
继钙钛矿型的Ca TiO3[ 4 ] 、Sr TiO3[ 5 ] 、A2 TiO13(A = Na 、K、Rb) [6 ] 、Na2 Ti3O7[7 ] 、K2 Ti4O9[ 8 ] 等光解水特性被报道,同处于d 区具有d0 电子构型的铌酸盐(Nb5 + ) 、钽酸盐( Ta5 + ) 体系也引起了一些研究者的兴趣。
其中A4Nb6O17 (A = K、Rb) [9 ] 、Sr2Nb2O7[ 10 ] 、A TaO3 ( A = Na 、K) 、MTa2O6 ( M = Ca 、Sr 、Ba ) 、Sr2 Ta2O7[11 ] 以及A2La2 Ti3O9 ( A = K、Rb 、Cs ) [ 12 ] 、ALaNb2O7 (A = K、Rb 、Cs) [13 ] 、RbLn Ta2O7 (Ln = La 、Pr 、Nd 、Sm) [14 ] 四元复合物等表现出光解水活性。
这些复合氧化物的结构特点是由TaO6 、NbO6 、TiO6 八面体以共棱或共角等形式构成了层板,而碱金属离子、碱土金属离子等穿插在层间的钙钛矿型和类钙钛矿型结构。
在ABO3 这种三元类钙钛矿型的复合物中,A位阳离子相对于B 位来说其对光催化性能的影响比较小,因为导带和价带分别由Bd 电子轨道和O2p 电子轨道决定。
而在RbLn Ta2O7 (Ln = La 、Pr 、Nd、Sm) 等四元复合物中,Ln 系元素未占据和部分占据的4f 电子轨道与O2p 和Ta5d 电子轨道的杂化对价带和导带都有影响,从而影响其光催化性能[15 ] 。
部分铌酸盐、钽酸盐、钛酸盐的制氢活性如表1 、2 所示[13～15 ] 。
表1 部分铌酸盐的光解水产氢活性Table 1 Photocatalytic activity for H2 evolution of va2rious niobates催化剂活性(μmol/ h)Ha2没有担载担载Pt (0. 1wt %)O2bKLaNb2O7 28 54 46RbLaNb2O7 60 90 2CsLaNb2O7 12 28 3KCa2Nb3O10 14 100 8RbCa2Nb3O10 3 26 16CsCa2Nb3O10 2 10 10KSr2Nb3O10 10 110 30KCa2NaNb4O13 5 280 39测试条件:催化剂1. 0g ;450W 高压汞灯;aMeOH 50ml + 300ml H2O ;b0. 01mol/ L AgNO3 aq. 350ml 。
在钛酸盐中,K2 TiO13 、Na2 Ti6O13 以及Ba Ti4O9 等属于网状结构,其表面有凹凸不平,均匀分布的纳米级“雀巢”[16～18 ] 。
Zou 等[19 ] 合成了一系列新的光催化材料Bi2 XNbO7 (X = Al 、Ga 、In 、Y、稀土元素和Fe) 、Bi2MO4 (M = Nb5 + 、Ta5 + ) , InMO4 (M = Nb5 + 、Ta5 + , V5 + ) ,并且考察了其晶型结构、电子结构及其光解水制氢活性。
尽管这些催化剂有着不同的晶型结构,但它们都有一个共同的TaO6 或者NbO6 八面体,并且其能带结构的导带由Ta 、Nb 或V 的d 电子轨道决定, 价带由O2p 电子轨道决定。
晶体结构中的M —O —M 的键角和键长是影响半导体光催化剂光物理和光催化性能的重要因素。
其相对于TiO2 光催化活性较低的原因是用通常的高温固相法合成的催化剂的比表面积很小( < 1m2 / g) ,而P25 的比表面在50m2 / g 左右。
表2 部分钽酸盐和钛酸盐的光催化制氢活性Table 2 Photocatalytic activity for H2 evolution of va2rious tantates and titanates催化剂活性(μmol/ h)H2 O2催化剂活性(μmol/ h)H2 O2LiTaO3 6 2 CuTa2O6 11 4Na TaO3 4 1 ZnTa2O6 7 0KTaO3 29 30 PbTa2O6 3 0BaTa2O6 33 15 La TaO4 6. 9 2. 5Sr Ta2O6 52 18 Sr TiO3 微量0Cr TaO4 2 0 Na2 Ti6O13 微量0MnTa2O6 0. 2 0 K2 Ti6O13 微量0Co Ta2O6 11 4 Ba Ti4O19 微量0测试条件:催化剂1. 0g 分散于350ml 蒸馏水中;400W 高压汞灯内部照射。
3. 2 p 区具有d10 构型的复合氧化物从电子结构来看,处于d 区的具有d0 电子构型的复合物由于其全空的d 层电子轨道有利于电子从O2p轨道跃迁至由d 电子轨道确定的导带能级。
对于d 层电子轨道全充满的p 区复合氧化物的光催化活性也引起了人们的研究兴趣。
Sato 等[20 ,21 ] 考察了铟酸盐( In3 + ) 、锡酸盐( Sn4 + ) 、锑酸盐( Sb5 + ) 、锗酸盐( Ge4 + ) 、镓酸盐( Ga3 + ) 等一系列p 区具有d10 构型的复合氧化物(MIn2O4 (M = Ca 、Sr ) 、Na InO2 、La InO3 、Sr2 SnO4 、M2 Sb2O7 (M = Ca 、Sr ) 、CaSb2O6 、NaSbO3 、Zn2 GeO4 、ZnGa2O4 等) ,揭示了这些复合物在表面负载RuO2 后在紫外光下的光解水制氢活性, 其中Ca2 Sb2O7 、Sr2 Sb2O7 和NaSbO3 在紫外光辐射下,可以实现纯水的完全分解。
该区的部分光催化剂的制氢活性如表3[20 ,21 ] 所示。
表3 部分p 区具有d10 电子构型的半导体光催化剂的光催化产氢活性Table 3 Photocatalytic activity for H2 evolution ofsome p hotocatalys in p block wit h d10 config2uration催化剂活性(μmol/ h)H2 O2催化剂活性(μmol/ h)H2 O2NaSbO3 1. 8 0. 9 NaInO2 0. 9 0. 4CaSb2O6 1. 5 0. 3 CaIn2O4 13 5. 5Ca2 Sb2O7 2. 4 1. 1 Sr In2O4 3. 8 1. 9Sr2 Sb2O7 7. 9 3. 1 BaIn2O4 微量0ZnGa2O4 9. 0 3. 5 Zn2 GeO4 21 10测试条件:催化剂1g 300ml 蒸馏水中;200W Hg2Xe 灯(248～643nm) 内部照射;担载1 %(质量分数) RuO2 。