Pd增强缺陷态TiO_(2)纳米管阵列的光催化产氢性能

作     者：姜珊 申倩倩 李琦 贾虎生 薛晋波 JIANG Shan;SHEN Qianqian;LI Qi;JIA Husheng;XUE Jinbo

作者机构：太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室太原030024 清华大学化学系北京100084 太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 

出 版 物：《高等学校化学学报》 (Chemical Journal of Chinese Universities)

年 卷 期：2022年第43卷第10期

页      面：92-100页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:62004137,21878257,21978196) 山西省自然科学基金(批准号:20210302123102) 山西省重点研发计划项目(批准号:201803D421079) 山西省高等学校科技创新项目(批准号:2019L0156) 山西省回国留学人员科研资助项目(批准号:2020-050)资助 

主　　题：氧空位 钯负载 金属载体间强相互作用 缺陷态二氧化钛纳米管阵列 光催化产氢 

摘      要：通过光还原沉积法,利用氧空位诱导作用,在Ni掺杂的缺陷态TiO_(2)纳米管阵列(TNT-Ni)上得到金属Pd含量不同的Pd-TNT-Ni催化剂.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、表面光电压(SPV)、光致发光光谱(PL)和电化学测试等表征手段,探究了Pd与Ni掺杂的缺陷态TiO_(2)纳米管阵列之间的强相互作用对其光吸收特性和载流子分离及传输效率的影响,阐明了强相互作用对材料光催化活性的调控机理,提出了Pd增强Pd-TNT-Ni光催化性能的作用机理.结果表明,通过光还原法制备的Pd纳米颗粒尺寸为10~20 nm的Pd_(120)-TNT-Ni样品的光响应值为4.22 mA/cm^(2),是未负载Pd样品光响应值(1.14 mA/cm^(2))的3.7倍,其具有最佳的平均产氢速率(5.16 mmol·g^(‒1)·h^(‒1)),是TNT样品平均产氢速率(0.45 mmol·g^(‒1)·h^(‒1))的12倍,表明Pd与缺陷态TiO_(2)纳米管阵列之间的强相互作用驱动了载流子的分离及传输,且Pd作为电子捕获势阱及反应活性位点,显著提高了材料的光催化性能.