二氧化钛的关键反应参数对太阳光和紫外光照射下颗粒态及薄膜态光催化产氢反应的影响

《ChemNanoMat》：Influence of Critical Reaction Parameters of Titania on Photocatalytic Hydrogen Evolution in Particulate and Thin-Film Modes under Solar and Ultraviolet Irradiation

光催化分解水制氢的关键反应参数（催化剂/共催化剂负载量、温度）及反应模式（颗粒/薄膜、搅拌/超声辅助）的系统研究表明， Degussa P25 在超声辅助下优化催化剂负载量可达 0.19 mol·g?1·h?1，较传统颗粒模式提升3倍，薄膜模式优化后更比颗粒模式高2.5倍。

　　

摘要

光催化技术作为一种可持续的绿色氢气生产方法正在兴起，在这一过程中，反应参数的优化以及材料工程起着关键作用。本研究以Degussa P25为模型催化剂，系统探讨了多种反应参数对光催化产氢过程的影响，这些参数包括颗粒态和薄膜态下的操作条件。研究了催化剂负载量、清除剂负载量、共催化剂负载量以及温度等因素在不同反应模式（如搅拌、超声处理和薄膜制备）下的影响。结果表明，优化这些反应参数可以在所有光照条件和反应模式下显著提高光催化产氢性能。超声辅助的光催化过程能够提升最佳催化剂和共催化剂负载量，从而实现更高效的氢气生成。此外，在40°C的太阳光照射下，经过优化的薄膜配置可实现0.19 mol g^?1 h^?1的氢气生成速率，这一数值几乎是Degussa P25在颗粒态下的3倍，比优化后的颗粒态下的产氢速率提高了2.5倍。这些发现凸显了反应参数优化在提升氢气生成效率方面的重要作用。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。