西北师大光催化2

SynergeticEffectofMoS2andGrapheneasCocatalystsforEnhancedPhotocatalyticH2ProductionActivityofTiO2Nanoparticles报告人：贠国霞导师：王其召副教授雷自强教授时间：2012年11月10日二硫化钼/石墨烯助催化剂的协同效应对TiO2纳米粒子光催化产氢的研究主要内容背景介绍实验部分结论下步计划TiO2低的光催化活性,光生载流子的快速复合。贵金属（铂，金，钯等）作为TiO2助催化剂成本太高。因此，研制具有高量子产率，廉价的高效半导体光催化剂，是解决当前光催化技术的重点和热点。背景介绍光敏化光反应催化光反应催化剂吸附质光催化反应的基本原理光照时半导体内载流子的变化：hvD+DAA-体相复合表面复合ABDVBCBhv)(1240)(evEnmggTiO23.2eV387.5nmC文献要解决的问题非贵金属或其他材料作为助催化剂，降低成本，提高TiO2的光催化活性。本文献制备了一种MoS2/石墨烯作为助催化剂修饰TiO2纳米粒子的复合物，表现出较高的催化产氢活性。Received:March23,2012dx.doi.org/10.1021/ja302846n|J.Am.Chem.Soc.实验部分•1.制备GO—天然的石墨合成。•2.水热法制备MoS2/石墨烯(MG)助催化剂。•将钼酸钠和硫脲溶解于水中+GO，随后将其溶液转移到反应釜中，210℃反应24h。•3.水热法制备TiO2/MoS2/石墨烯复合物—钛酸四丁酯+MoS2/石墨烯。•4.结构表征和分析。Figure1.(a)TEMimageoflayeredMoS2/graphenehybrids.(b)high-resolutionTEMimage.TEMFigure2.TiO2nanocrystalsgrownonlayeredMGhybrids.TiO2的结构及其无序的介孔，TiO2的平均粒径为7-10nm。MG混合物有分层的结构，MoS2（002）晶面和石墨烯（001）晶面的晶纹间距分别是0.62和0.34nm。锐钛矿TiO2的（101）晶纹间距为0.35nm。TEMFigure3.TEMimageofmechanicalmixtureof0.5%MoS2/graphenehybrid(95M5.0G)andTiO2nanoparticles.TEMFigure4.SEMimageofMoS2/graphenehybrids.SEMFigure5.(i)MoS2and(ii)MoS2/graphenehybrids.XRDFigure6.(i)MoS2/graphenehybrid,(ii)anataseTiO2and(iii)TiO2/MoS2/graphenecomposite.XRD连续产氢测试复合物的微观结构Figure7.TiO2/MoS2/graphenecomposite(T/95M5.0G).插图中的峰对应于MoS2中Mo4+的3d轨道。XPSFigure8.High-resolutionXPSspectraofC1sfor(a)GO,(b)MoS2/graphenehybrid(95M5.0G)and(c)TiO2/MoS2/graphenecomposite(T/95M5.0G).TiO2上的羟基与石墨烯表面的羧基通过酯化形成了酯基。XPSFigure9.Ramanspectraof(i)GO,(ii)anataseTiO2,and(iii)theT/95M5.0Gcomposite.D峰和G峰表明了石墨的结构，相比于GO，复合物的D峰和G峰略微地发生移动，D/G的强度比变大，证明GO被还原。拉曼散射光谱半导体的能带结构循环产氢测试连续产氢测试复合物在可见光区呈现出更强更宽的吸收。紫外-可见漫反射反应机理结论•1.MoS2与石墨烯的协同效应使TiO2的导带电子向MoS2或石墨烯转移，抑制了电子与空穴的复合，延长了光生载流子的寿命，提高光催化效率。•2.作为助催化剂，MoS2/石墨烯代替了贵金属（铂，金，钯等），有利于降低成本。本文献的创新点通过制备TiO2/MoS2/石墨烯复合物，体现了MoS2纳米层与石墨烯层的相互协同效应。其中石墨烯作为传送电子的媒介，使TiO2导带的光生电子转移到MoS2纳米层上，从而提高了产氢效率。下步计划1.阅读相关文献。2.合成不同形貌的TiO2。谢谢!