在可见光下使用修改的GaN:ZnO固体溶液进行光催化水分解:长时间运行和活性再生
Tomoyuki Ohno1, Lu Bai, Takashi Hisatomi
1Department of Chemical System Engineering, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|April 25, 2012
概括
这项研究证明了可见光水分裂的持久光催化剂,在三个月内实现稳定的和氧生产. 催化剂再生是可能的,恢复高达80%的初始活动.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光催化作用的光催化
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 开发高效的光催化剂,用于在可见光下整体水分离,对于可持续的生产至关重要.
- 化-氧化 (GaN:ZnO) 固体溶液具有潜力,但需要优化稳定性和活性.
- 氧化物 (Rh(2-y) Cr(y) O(3)) 纳米粒子作为有效的催化剂,用于的进化.
研究的目的:
- 为了评估一个GaN:ZnO光催化剂的长期耐用性和再生,该光催化剂经过Rh{2-y) Cr{-y) O{-y) 修改,用于可见光整体水分裂.
- 调查如何在非活化后恢复光催化活性的方法.
- 了解影响催化剂停用和耐用性的机制.
主要方法:
- 制造的GaN:ZnO固体溶液光催化剂.
- 用Rh{2-y) Cr{y) O{3) 纳米颗粒作为进化催化剂进行修饰.
- 在可见光下 (400-500纳米) 对整体水分的长期测试.
- 通过重新加载催化剂来评估催化剂再生策略.
- 研究共催化剂共载,以提高耐用性.
主要成果:
- 光催化剂在连续运行3个月 (2160小时) 的时间里保持稳定的活性,产生了静态度的H2和O2 .
- 在6个月后,观察到50%的活动丧失.
- 通过重新加载Rh{2-y) Cr{y) O{3) 的再生恢复了高达80%的初始演变活性.
- 同时加载氧进化共催化剂通过减轻GaN:ZnO的氧化分解来部分抑制失活.
结论:
- 修改Rh{2-y) Cr{y) O{3) 的GaN:ZnO光催化剂在可见光水分裂方面表现出优异的长期耐用性.
- 催化剂再生是可行的,提供延长运行寿命的途径.
- 了解禁用机制,并采用诸如共催化剂共载等策略,可以进一步提高光催化剂的稳定性.
