太阳能是一种能量丰富的可再生能源,而氢气是一种理想的能源载体,并且氢气燃烧不会对环境造成污染.所以,从长远角度来考虑,利用太阳能光催化分解水制氢是解决人类所面临的能源危机和环境问题的一条重要途径.该文以层状化合物HLaNb<,2>O<,7>为载体,通过一系列软化学过程在其层间区域插入了TiO<,2>,CdS-ZnS,Fe<,2>O<,3>和Pt等纳米微粒,制备了一系列层状纳米光催化复合材料.利用热重——差热分析,X射线衍射分析,紫外——可见漫反射光谱分析,比表面积测定分析,原子吸收光谱分析和荧光分析等手段对所合成的光催化复合材料进行了表征.结果表明TiO<,2>,CdS-ZnS,Fe<,2>O<,3>和Pt等纳米粒子能在HLaNb<,2>O<,7>层间形成柱化物.以甲醇和硫化钠作为空穴清除剂,对所制备的层状纳米复合光催化系列材料在紫外光的照射下进行了光催化分解水制氢的光催化活性研究,实验结果表明,当TiO<,2>,Fe<,2>O<,3>和CdS-ZnS插入到HLaNb<,2>O<,7>的层间域后能有效提高这些半导体的光催化性能,当Pt与它们共插入后,光催化性能进一步得到加强.此外,光解水实验还表明,HLaNb<,2>O<,7>/Fe<,2>O<,3>和HLaNb<,2>O<,7>/Cd<,0.8>Zn<,0.2>S在可见光照射下也具有一定的光催化活性,并且CdS-ZnS插入到HLaNb<,2>O<,7>的层间能有效地提高其抗光腐蚀的性能.最后,光解水实验还比较了光催化剂的使用量与氢气的产率之间的关系,结果显示当催化剂用量超过某一最佳用量时,随着催化剂用量的增加,粒子的散射加强,氢气的产率反而下降.

    关键词：
    光催化 HLaNb<,2>O<,7> 插层 纳米复合材料 分解水
    作者：
    程应汉
    学位授予单位：
    华侨大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    材料学
    导师姓名：
    吴季怀
    学位年度：
    2004
    语种：
    中文
    分类号：
    O644.1 TB34