氧化鎢薄膜電極氧化葡萄糖制氫氣

葡萄糖可以經過光合作用的化學方法,大量的合成普遍的存在與自然界中。由於葡萄糖的豐富存在,價格便宜,可再生且易得而被認為是產氫的主要的能源類物質。葡萄糖是農業,食品和造紙業的主要廢棄物,如果處理不當也會造成嚴重的環境污染。近年來,有過許多PEC系統是通過葡萄糖產氫氣。

近來,氧化鎢和電催化劑串聯從葡萄糖溶液制氫氣表現出了較好的光催化活性。在光催化劑表面沉積高活性的電催化劑,可有效提高半導體的光催化活性。電催化劑在半導體表面的沉積形成一層覆蓋物,通過改變體系中的電子分佈,影響WO3的表面性質,進而改善光催化活性。一般來說WO3的費米能級高於當兩種材料聯結在一起時,電子就會不斷從WO3向沉積電催化劑遷移,在金屬和電催化劑介面上形成能俘獲電子的淺勢阱Schottk能壘,這為光生電子空穴對的分離提供了有效俘獲阱,可以進一步抑制光生電子和空穴的複合,提高載流子的分離效率,最終提高光催化劑的量子效率。

將FTO/WO3/Ni(OH)2薄膜電極使用於還原葡萄糖的實驗。通過該實驗,發現不修飾Ni(OH)2的裸露得三氧化鎢電極幾乎沒有光電催化葡萄糖的效果;在三氧化鎢薄膜的表面修氫氧化亞鎳後能夠增強三氧化鎢光電極薄膜的光電效應。以下為FTO/WO3與FTO/WO3/Ni(OH)2的拉曼光譜以及紫外可見光吸收曲線的對比圖:

WO3氫氧化鎳紫外光吸收WO3氫氧化鎳拉曼光譜

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