CdTiO3纳米棒的可控制备及光催化产氢性能

doi:10.7503/cjcu20140103

高等学校化学学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (5): 995.doi: 10.7503/cjcu20140103

CdTiO₃纳米棒的可控制备及光催化产氢性能

曲阳^1,², 周卫², 任志宇², 潘凯², 姜乐², 付宏刚^1,²

1. 吉林大学理论化学研究所, 理论化学计算国家重点实验室, 长春 130023
2. 黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080

收稿日期:2014-02-11 出版日期:2014-05-10 发布日期:2014-03-24
作者简介:联系人简介: 付宏刚, 男, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事半导体光电材料和纳米晶态碳基材料等方面的研究. E-mail:fuhg@vip.sina.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 21031001, 91122018, 21371053)和黑龙江大学青年基金(批准号: QL201014)资助

Controllable Preparation of CdTiO₃ Nanorods and Their Photocatalytic Properties for Hydrogen Production^†

QU Yang^1,², ZHOU Wei², REN Zhiyu², PAN Kai², JIANG Le², FU Honggang^1,²

1. State Key Laboratory of Theoretical and Computation Chemistry, Institute of Theoretical Chemistry,Jilin University, Changchun 130023, China
2. Key Laboratory of Functional Inorganic Material Chemistry, Ministry of Education,Heilongjiang University, Harbin 150080, China

Received:2014-02-11 Online:2014-05-10 Published:2014-03-24
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.21031001, 91122018, 21371053) and the Heilongjiang University Youth Foundation, China(No;QL201014)

摘要/Abstract

摘要：

以钛-乙二醇配合物纳米棒为模板, 结合湿浸渍焙烧法制备了不同长度的钛酸镉(CdTiO₃)纳米棒. 采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、广角X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)及紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等对前驱体及CdTiO₃纳米棒进行了表征. 结果表明, 得到的CdTiO₃纳米棒长度分别约为50, 20和10 μm, 且无杂相, 晶化度高, 尺寸均一. 负载1%(质量分数)铂作为助催化剂后, 制备的不同长度CdTiO₃纳米棒具有比CdTiO₃纳米粒子更高的光催化产氢活性. 其中, 最长的CdTiO₃纳米棒具有最高的产氢活性(~52.9 μmol/h).

关键词: 钛酸镉, 纳米棒, 光催化, 光催化产氢

Abstract:

CdTiO₃ nanorods with different length were prepared from titanium glycolate nanorod template, combined with wet impregnation method and further calcination. The samples were characteried by scanning electron microscope(SEM), transmission electron microscope(TEM), wide-angle X-ray diffractometer(XRD), Fourier transform infrared spectrometer(FTIR), thermogravimetric analyser(TG) and ultraviolet-visible spectrometer(UV-Vis). The prepared CdTiO₃ nanorods are uniform with high crystallinity and high purity, and are about 50, 20, 10 μm in length, respectively. After loaded 1%(mass fraction) platinum as co-catalyst, their photocatalytic properties for H₂ production were studied. Compared with CdTiO₃ nanoparticles, the CdTiO₃ nanorods show higher photocatalytic activity. The H₂ producton performance for the longest nanorods is up to 52.9 μmol/h.

Key words: Cadmium titanate(CdTiO3), Nanorods, Photocatalysis, Photocatalytic hydrogen production

中图分类号:

O646

TrendMD:

曲阳, 周卫, 任志宇, 潘凯, 姜乐, 付宏刚. CdTiO₃纳米棒的可控制备及光催化产氢性能. 高等学校化学学报, 2014, 35(5): 995.

QU Yang, ZHOU Wei, REN Zhiyu, PAN Kai, JIANG Le, FU Honggang. Controllable Preparation of CdTiO₃ Nanorods and Their Photocatalytic Properties for Hydrogen Production^†. Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(5): 995.

图/表 7

Fig.1 SEM images(A, B, C), WAXRD patterns(D), FTIR spectra(E) and TG curves(F) of Ti-glycolate nanorods with different length^ (A) Sample S; (B) sample M; (C) sample L; (D—F) a. sample S; b. sample M; c. sample L.

Fig.2 SEM images of different length CdTiO3 nanorods^ (A) CTS; (B) CTM; (C) CTL.

Fig.3 TEM images of CTL with different resolution

Fig.4 TEM images of CTP with different resolution

Fig.5 WAXRD patterns of CTL(a), CTM(b), CTS(c) and CTP(d)

Fig.6 UV-Vis spectra of CTP(a), CTS(b), CTM(c) and CTL(d)

Fig.7 Photocatalytic hydrogen production efficiencies of CTL(a), CTM(b), CTS(c) and CTP(d)

参考文献 15

[1]	Liu H., Xu F., Sun L.X., Cao Z., Zhou H.Y., Chem. J. Chinese Universities, 2013, 34(8), 1953—1958
	(刘昊, 徐芬, 孙立贤, 曹忠, 周怀营.高等学校化学学报, 2013,34(8), 1953—1958)
[2]	Kubacka A., Fernndez-García M., Colón G., Chem. Rev., 2012, 112(3), 1555—1614
[3]	Tong H., Ouyang S., Bi Y., Umezawa N., Oshikiri M., Ye J., Adv. Mater., 2012, 24(2), 229—251
[4]	Jing L., Zhou W., Tian G., Fu H., Chem. Sov. Rev., 2013, 42(24), 9509—9549
[5]	Chen X., Shen S., Guo L., Mao S. S., Chem. Rev., 2010, 110(11), 6503—6570
[6]	Ni Z. M., Xue J. L., Chem. J. Chinese Universities, 2013, 34(3), 503—508
	(倪哲明, 薛继龙.高等学校化学学报, 2013,34(3), 503—508)
[7]	Tian M. K., Shangguan W. F., Wang S. J., Ouyang Z. Y., Progress in Chemistry, 2007, 19(5), 680—688
	(田蒙奎, 上官文峰, 王世杰, 欧阳自远.化学进展, 2007,19(5), 680—688)
[8]	Zhou J., Tian G., Chen Y., Meng X., Shi Y., Gao X., Pan K., Fu H., Chem. Commun., 2013, 49(22), 2237—2239
[9]	Maeda K., Domen K., J. Phys. Chem. Lett., 2010, 1(18), 2655—2661
[10]	Qu Y., Zhou W., Pan K., Tian C., Ren Z., Dong Y., Fu H., Phys. Chem. Chem. Phys., 2010, 12(32), 9205—9212
[11]	Jiang X., Wang Y., Herricks T., Xia Y., J. Chem. Mater., 2004, 14(4), 695—703
[12]	Qu Y., Zhou W., Xie Y., Jiang L., Wang J., Tian G., Ren Z., Tian C., Fu H., Chem. Commun., 2013, 49(76), 8510—8512
[13]	Tian G., Chen Y., Zhou W., Pan K., Dong Y., Tian C. Fu H., J. Mater. Chem., 2011, 21(3), 887—892
[14]	Mayén-Hernándeza S. A., Torres-Delgadoa G., Castanedo-Péreza R., Cruz-Oreab A., Mendoza-Alvarezb J. G., Zelaya-Angel O., Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2006, 90(15), 2280—2288
[15]	Jang J. S., Borse P. H., Lee J. S., Lim K. T., Jung O. S., Jeong E. D., Bae J. S., Kim H. G., Bull. Korean Chem. Soc., 2011, 32(1), 95—99

CdTiO₃纳米棒的可控制备及光催化产氢性能

Controllable Preparation of CdTiO₃ Nanorods and Their Photocatalytic Properties for Hydrogen Production^†

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献 15

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	滕镇远, 张启涛, 苏陈良. 聚合物单原子光催化剂的载流子分离和表面反应机制[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(9): 20220325.
[2]	秦永吉, 罗俊. 单原子催化剂在CO₂转化中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(9): 20220300.
[3]	林治, 彭志明, 贺韦清, 沈少华. 单原子与团簇光催化：竞争与协同[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(9): 20220312.
[4]	赵盈喆, 张建玲. 金属-有机框架基材料在二氧化碳光催化转化中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(7): 20220223.
[5]	邱丽琪, 姚向阳, 何良年. 可见光驱动丰产金属卟啉类配合物催化的二氧化碳选择性还原反应[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(7): 20220064.
[6]	夏雾, 任颖异, 刘京, 王锋. 壳聚糖包裹CdSe量子点组装体的水相可见光催化CO₂还原[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(7): 20220192.
[7]	王广琦, 毕艺洋, 王嘉博, 石洪飞, 刘群, 张钰. 非贵金属三元复合Ni(PO₃)₂-Ni₂P/CdS NPs异质结的构建及可见光高效催化产氢性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220050.
[8]	宋颖颖, 黄琳, 李庆森, 陈立妙. CuO/BiVO₄光催化剂的制备及光催化CO₂还原性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220126.
[9]	龚妍熹, 王建兵, 柴歩瑜, 韩元春, 马云飞, 贾超敏. 钾掺杂g-C₃N₄薄膜光阳极的制备及光电催化氧化降解水中双氯芬酸钠性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220005.
[10]	陶雨, 欧鸿辉, 雷永鹏, 熊禹. 单原子催化剂在光催化二氧化碳还原中的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(5): 20220143.
[11]	冯丽, 邵兰兴, 李思骏, 全文选, 庄金亮. 超薄Sm-MOF纳米片的合成及可见光催化降解芥子气模拟剂性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(4): 20210867.
[12]	孟祥钰, 詹琦, 武亚南, 马晓双, 姜靖逸, 孙岳明, 代云茜. 光热效应增强的Au/RGO/Na₂Ti₃O₇光催化加氢性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(3): 20210655.
[13]	郭彪, 赵晨灿, 刘芯辛, 于洲, 周丽景, 袁宏明, 赵震. 表面水热碳层对磁性NiFe₂O₄八面体光催化活性的影响[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(11): 20220472.
[14]	姜珊, 申倩倩, 李琦, 贾虎生, 薛晋波. Pd增强缺陷态TiO₂纳米管阵列的光催化产氢性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(10): 20220206.
[15]	邵文惠, 胡欣, 尚静, 林峰, 金黎明, 权春善, 张艳梅, 李军. 高效广谱复合光催化抗菌剂Ag-AgVO₃/BiVO₄的设计合成及抗菌机制[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(10): 20220132.