Investigación sobre fotocatalizadores para la fotodivisión del agua para producir hidrógeno

Las estructuras cristalinas de los tantalatos atao3 (a = li, k) y a2srta2o7 nh2o (a = h, k, rb) son similares, pero todas tienen la característica común del TaO6 octaédrico. Kato H. et al. estudiaron la actividad fotocatalítica de las series de tantalato LiTaO_3, Natao_3 y KTaO3_3, y descubrieron que LiTaO_3 y Natao_3 descargados lograron una buena actividad fotocatalítica bajo irradiación con luz ultravioleta, mientras que la actividad de Natao_3 cargado con NiO en agua. la división bajo irradiación de luz ultravioleta mejora significativamente y la eficiencia cuántica alcanza el 28%. Sin embargo, cuando LiTaO3 y KTaO3 soportan NiO, su actividad fotocatalítica disminuye, lo que puede explicarse por la posición de la banda de conducción del tantalato. La posición de la banda de conducción de NataO_3 es más alta que la de NiO, por lo que los electrones fotogenerados generados en la banda de conducción de NataO_3 se transfieren fácilmente a la banda de conducción de NiO, mejorando así la separación de electrones y huecos y mejorando la actividad fotocatalítica. La posición de la banda de conducción de KTaO3 es más baja que la de NiO y no puede producir este efecto. Sin embargo, después de cargar LiTaO_3 con NiO, Li+ se dopa con NiO, lo que resulta en la desactivación del catalizador de NiO y reduce la actividad fotocatalítica de LiTaO_3. Kudoichi descubrió los tantalatos de metales alcalinos y alcalinotérreos como materiales catalíticos para la división del agua con luz ultravioleta, que muestran una alta actividad en condiciones sin carga. Después del dopaje con La, NiO/NaTaO3 tiene la mayor actividad. Ikeda et al. sintetizaron Ca2Ta2O7, Na2Ta2O6 y K2Ta2O6 utilizando un método hidrotermal y pusieron Ca2Ta2O7 cargado con NiO y Ca2Ta2O7 puro en una solución de NaOH de 0,1 mmol dm3, respectivamente. Al final de la reacción, se encontró que NiO/Ca2Ta2O7 tardó 6 horas más que Ca2Ta2O7 puro y se analizó mediante XRD antes y después de la reacción. Comparando NiO/Na2Ta2O6, NiO/K2Ta2O6 y NiO/Ca2Ta2O7, se encuentra que NiO/Na2Ta2O6 y NiO/K2Ta2O6 tienen una capacidad catalítica más fuerte que NiO/Ca2Ta2O7, lo que puede deberse a que la brecha de energía de Ca2Ta2O7 es más estrecha que Na2Ta2O6 y K2Ta2O6, o porque Ca2Ta2O7. Yoshioka K. et al. estudiaron la actividad catalítica de SrTa2O6, SRT A2O9, Sr5Ta4O15 y Sr2Ta2O7 hacia el agua y encontraron que su actividad catalítica era Sr 2 ta 2 o 7 >; se debe principalmente a sus diferentes estructuras cristalinas. Los compuestos de ZnSeS pueden formar soluciones sólidas con estrechas brechas energéticas. Xu Yunbo y otros utilizaron el método de precipitación química para preparar un fotocatalizador ZnSeS dopado con cobre e indio. Se descubrió que cuando la fracción molar de Cu e In en ZnSeS es del 2%, su rendimiento de absorción de luz es el mejor y el borde de absorción máxima se mueve a 700 nm. Bajo irradiación con luz ultravioleta, la eficiencia cuántica de la descomposición fotocatalítica del hidrógeno en agua alcanza el 4,83%. El catalizador tiene buena estabilidad térmica y estabilidad a la luz, y su rendimiento de producción de hidrógeno no decae después de 100 horas de reacción. La forma cristalina cúbica de Znln2S4 tiene un ancho de banda de 2,3eV, características de respuesta a la luz visible y buena estabilidad, y puede usarse como material fotocatalítico. Se preparó Znln2S4 con una estructura de espinela cúbica con una alta superficie específica utilizando un método de síntesis hidrotermal. Después de cargar 2% de Pt, la tasa máxima de producción de hidrógeno en una solución microscópica de 0,43 mol/l de LNA2S-0,5 mol/l de Na2SO3. Mol/hora. Kudo A. et al. descubrieron que AgInZn7S9 se puede excitar con luz visible sin agregar cocatalizador de Pt para producir hidrógeno a partir de soluciones acuosas que contienen SO32- o S2-, la actividad catalítica es mejor y el hidrógeno máximo; Se logra la producción. La tasa puede alcanzar 970 µmol/hora. Yang preparó Zn0.957Cu0.043S y Zn0.999Ni0.001S, en los cuales Zn0.957Cu0.043S proviene de K2SO3 y Na2S bajo irradiación de luz visible.

El H2 se libera de la solución acuosa. El Zn0.999Ni0.001S también puede liberar H2 de las soluciones acuosas de K2SO3 y Na2S bajo un flujo de N2 y un tratamiento térmico de 770 K K. Wen et al. Se mezcló con Zn0,999Ni0,001S y la reacción se siguió por cromatografía de gases. Se descubrió que la cantidad de hidrógeno liberado era más de cuatro veces mayor que sin C60. Dado que el C60 es una sustancia fuertemente electronegativa, cuando se mezcla con Zn0,999Ni0,001S, puede servir como una trampa de potencial poco profunda para los electrones, inhibiendo eficazmente la recombinación de electrones y huecos, promoviendo así la reacción.