石墨烯光催化剂用于水制氢

2016-05-29
研发部

                     可见光照射下EY-RGO/Pt催化剂催化还原水制氢光催化机理  

  光解水制氢技术始自1972年,由日本东京大学Fujishima A和Honda K两位教授首次报告发现TiO2单晶电极光催化分解水从而产生氢气这一现象,从而揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性,开辟了利用太阳能光解水制氢的研究道路。随着电极电解水向半导体光催化分解水制氢的多相光催化(heterogeneous photocatalysis)的演变和TiO2以外的光催化剂的相继发现,兴起了以光催化方法分解水制氢(简称光解水)的研究,并在光催化剂的合成、改性等方面取得较大进展。

    中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室的研究人员利用还原氧化石墨烯(RGO)特异的电学性能,首次将RGO成功应用于染料敏化可见光催化还原水制氢研究中。在可见光照射下(λ ≥420 nm),以曙红Y为敏化剂、RGO为电子传递剂、Pt作为析氢催化剂,构建了具有可见光高效还原水制氢性能的EosinY/Pt/RGO催化体系。用520 nm的光照射该反应体系,实现了还原水制氢气且析氢的表观量子效率(AQY)达9.3%,并详细考察了pH值、曙红Y浓度及Pt纳米颗粒的固载量等因素对制氢性能的影响。体系中的RGO将电子从曙红Y光敏剂转移到Pt催化剂上且阻止了光化自由基重组,进而增强体系的光催化活性。

   该研究中RGO的成功应用,将促进其作为光敏剂和催化剂间性能优良的电子传递剂的巨大潜在用途。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司