半导体与金属催化剂结合(负载)

第51卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.51，No.12 2022年12月 Liaoning Chemical Industry December，2022基金项目： 国家自然基金面上项目（项目编号：22075186）；辽宁“百千万人才工程”培养经费资助（项目编号：2021921091）；2021年度沈 阳市科学技术计划（项目编号：21-108-9-05）；辽宁省“兴辽英才计划”项目-计划（项目编号：XLYC1907013）；沈阳师范大学重大 孵化项目（项目编号：ZD202003）。

收稿日期： 2022-03-25TiO 2负载Co 基纳米材料催化硼氢化钠水解制氢性能的研究王雪，张迪，任简，徐凤艳，王艳*（沈阳师范大学，辽宁 沈阳 110034）摘 要：通过化学沉积法在TiO 2载体上制备三元非贵金属Co-Ni-B 催化剂，其中载体TiO 2采用水热法合成。

实验通过调节化学沉积法制备催化剂的反应时间对样品进行最优选择，进而探究出本实验体系的最佳制备催化剂的反应时间。

结果表明：反应时间为7 min 所制备的Co-Ni-B/TiO 2催化剂在硼氢化钠水解制氢中表现较高活性，其放氢的速率可以达到6 298.1 mL· min -1· g -1。

关 键 词：钴基催化剂；二氧化钛；化学沉积法；硼氢化钠；制氢中图分类号：TQ032.41 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2022）12-1661-04随着工业化污染物越来越多，人类所面临的环境污染也愈发严重。

经研究发现，近些年来有的半导体材料光照下可实现降解污染物。

半导体材料的重要特性之一就是能够进行光催化，它可以在光的作用下将光能转化为化学能，这样一来就能达到促进目标化合物的合成或降解。

TiO 2就是其中重要代表之一，它作为一种宽禁带半导体材料，具备无毒、无嗅、物理性质稳定等特点，目前已被广泛地应用于防晒、油漆等领域[1-4]。

g-C3N4基纳米复合材料在光催化领域的研究进展作者：王丽敏吕芳莹宋常超来源：《赤峰学院学报·自然科学版》2020年第10期摘要：g-C3N4是一种新型环保且又廉价易得的非金属半导体材料，被广泛应用于降解环境介质污染物和生产可再生清洁能源等领域。

本文介绍了g-C3N4基纳米复合材料的制备及其在光催化领域的应用，包括光催化降解污染物、光催化制氢、光催化还原CO2等。

大量的研究表明，为进一步扩大g-C3N4复合光催化材料应用，研究者们采用调控形貌、元素掺杂、与其他半导体复合、贵金属沉积、多孔化等多种方法对g-C3N4进行了改性，使得光催化性能有所升高。

关键词：g-C3N4;光催化;降解;产氢;CO2还原中图分类号：O643.36 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2020）10-0008-061 引言随着社会的不断进步和经济的快速发展，解决化石燃料导致的环境污染和能源短缺问题迫在眉睫[1]。

为了实现社会可持续发展，研究者们不断探索绿色、环保、高效的新兴技术。

光催化技术是光能驱动的反应过程，利用催化剂使丰富的太阳能转化为化学能，具有绿色友好、成本低等特点，被认为是最有前途的技术之一。

高效、低成本和易于制备的光催化剂是光催化研究的重中之重，在过去的数十年内，光催化剂多基于金属氧化物、金属硫化物及氧化物的聚合半導体等。

这些半导体在表现出良好性能的同时也对环境造成了污染，且价格较贵[2-4]。

石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种二维层状结构的无金属聚合物型半导体，由丰度高的元素组成，层与层之间以范德华力相结合。

因其具有良好的可见光响应性质、高的热和化学稳定性、结构形态易调控、无毒、容易制备、廉价易得等众多优势，自2009年首次[5]发现它应用在可见光照下分解水产氢气和氧气以来，引起研究者的广泛关注。

但是，g-C3N4与其他传统光催化剂（金属氧化物、金属硫化物）一样，具有光生电子-空穴复合率高、可见光吸收范围窄等缺点。

金属氧化物和半导体光催化剂的研究近年来，随着环境污染的日益加剧，光催化技术逐渐成为解决环境问题的重要途径。

而金属氧化物和半导体光催化剂也成为研究的热点。

本文将从金属氧化物和半导体光催化剂的研究现状、优缺点、发展趋势和前景等方面进行论述。

一、金属氧化物光催化剂的研究现状金属氧化物具有广泛的应用前景，如石墨烯氧化物、镁铝氧化物、二氧化锰等，应用于提高光催化剂的活性和稳定性。

目前，钛酸盐和氧化锌等金属氧化物催化剂在学术和商业领域均有大量的研究。

在光催化剂的制备方面，常用的方法为溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等。

二、金属氧化物光催化剂的优缺点光催化剂作为一种绿色的环保技术，具有处理废水、净化空气、降解有机物质等多种应用。

作为一种光催化剂，金属氧化物具有如下优点：光催化剂能够高效地吸收可见光和紫外线，使得反应系统活性高；价格低廉、制备简单、安全；可重复使用，节省成本。

然而，金属氧化物也存在一些缺点：阳极的电子缺陷能影响反应活性；微观结构长期使用后可能损失；对某些污染物的作用较弱；很难实现直接利用可见光。

三、半导体光催化剂的研究现状半导体光催化剂是指具有巨大光吸收率的半导体材料，如二氧化钛、氮化硅、氮化碳、氟化碳等，具有快速电子转移和充分利用太阳能的能力。

其中，由于钛酸盐的价格低廉并且快速吸收紫外光，在光催化剂研究领域得到了广泛关注。

目前，应用较为广泛的半导体光催化剂是钛酸盐，主要研究方向是提高其光催化活性和稳定性。

四、半导体光催化剂的优缺点与金属氧化物相比，半导体光催化剂有如下优点：光电化学效率较高，能充分利用太阳光的能量；反应速度较快且不受催化剂种类的限制；光催化剂可以根据需要进行表面修饰，提高活性和稳定性；对于某些污染物具有良好的处理效果。

但是，半导体光催化剂也存在缺点：经过长期使用后，表面易被污物覆盖而影响活性；应用时需要水、电和催化剂三者结合，设备和条件有一定要求。

五、金属氧化物和半导体光催化剂的发展趋势随着生态环境的日益恶化，光催化技术的应用前景不断扩大。

Ｄｉｇ Ｗ ｅｌ Ｓ ｎ Ｃ ｅ ｇ ｅ Ｚ ｏ ｅ ｇ ｏ ｎ ｉｎ ｉ ｕ ｈ ｎ ｈ ｈ ｕ Ｗ ｎ ａ
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石 墨 烯 的 制 备 及 其 负 载 金 属 催 化 剂 的研 究 进 展
丁卫林 孙成和 周 文高
（ 常州 大学 化工设 计研究 院 ， 江苏 常 州 ２３ １ ） １０ ６
摘 要 石墨烯是一种新 型的碳 纳米材料 ， 具有优异 的物理和 电学性能 ，已成为 物理和半导体 电子研究 领域 的国际
前沿和热点之一。概括 了几种制备石墨烯 的方法 ， 评述 了其作为载体 负载金 属催化剂如 Ｐ 、 ｔ Ｉ 的研究进 展。指 ｄＰ 和 ｒ 出了石 墨烯作为金属催化剂载体的发展趋势 。
关键词
石墨烯
碳纳米材料
催化剂
载体
Ｐｒ ｐａ ａ ｉｎ ｏ ａ ｈ ｎ ｎ ｔ ｐ ｉａ ｉｎ ｅ ｒ ｔｏ ｆＧｒ ｐ ｅ ｅ ａ ｄ ＩｓＡｐ ｌ ｔｏ ｓ ｃ ａ ｕ ｐ ｒｓｏ ｅａ ｔ ｌｓ ｓＳ ｐ ｏ ｔ ｆＭ ｔ ｌＣａ 年 ６月
化 工时 刊