【摘 要】
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随着社会经济的发展,环境、能源问题日益严峻,寻找清洁的可再生能源已成为学者们关注的热点。氢能由于燃烧值高、燃烧产物为水特性被认为是二十一世纪的绿色能源,氢能的开发利用成为能源转化领域的研究热点。光催化或者光电催化制氢可以利用太阳能激发分解水制氢,表现出环境友好特性。以TiO2为代表的的宽禁带半导体材料在光催化或者光电催化制氢中表现良好的光催化活性,但是由于太阳能利用率低而限制了大规模应用。因此,开
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随着社会经济的发展,环境、能源问题日益严峻,寻找清洁的可再生能源已成为学者们关注的热点。氢能由于燃烧值高、燃烧产物为水特性被认为是二十一世纪的绿色能源,氢能的开发利用成为能源转化领域的研究热点。光催化或者光电催化制氢可以利用太阳能激发分解水制氢,表现出环境友好特性。以TiO2为代表的的宽禁带半导体材料在光催化或者光电催化制氢中表现良好的光催化活性,但是由于太阳能利用率低而限制了大规模应用。因此,开发新型,高效的可见光光催化材料一直是光催化科学的研究重点。金属有机骨架化合物（MOFs）由于其结构的可调控性、超大的比表面积以及有序的多孔结构,在光催化领域暂露头角。本论文结合TiO2纳米颗粒及纳米管阵列和NH2-MIL-125（Ti）结构和性能特点,获得更高光催化以及光电催化性能的复合材料,包括 TiO2/NH2-MIL-125（Ti）复合颗粒,TiO2/NH2-MIL-125（Ti）复合薄膜,NH2-MIL-125（Ti）@TiO2纳米管阵列复合薄膜。首先用热溶剂法制备了 TiO2/NH2-MIL-125（Ti）复合颗粒,应用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱,红外（FT-IR）光谱等手段对其结构进行表征。并进行了在模拟太阳光下降解罗丹明B的实验,45 min对罗丹明B降解率达到94.6%,优于单一的 TiO2 和 NH2-MIL-125（Ti）颗粒。将制备出的TiO2,NH2-MIL-125（Ti）纳米颗粒,通过简单涂覆法在ITO玻璃衬底上,制成不同层数的TiO2/NH2-MIL-125（Ti）复合薄膜。对多层薄膜的结构、形貌、电化学性能进行表征,并在模拟太阳光下对模拟海水进行了光电解水产氢分析。实验结果表明,四层复合薄膜的产氢速率高于单一的TiO2和NH2-MIL-125（Ti）薄膜,表现出较优的光电解水活性。结合阳极氧化过程以及溶剂热反应,制备了 NH2-MIL-125（Ti）@TiO2纳米管阵列（TNTAs）复合膜,应用XRD,SEM,XPS,和UV-Vis漫反射光谱对于复合薄膜的结构进行了表征。系统研究了不同条件下合成的NH2-MIL-125（Ti）@TNTAs薄膜的光电解水产氢性能。实验结果表明,当最佳合成条件下所制备的复合膜光电催化性能最佳。
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