二氧化鈦、白金和碳化砂在酒精水溶液中之光催化混成反應產氫

Abstract

氫氣為地球上最乾淨的能源是眾所皆知的事情，在「氫能源」系統中，光觸媒產氫是一種具實用且低成本的方式。為增加光觸媒的活性，使用助觸媒或共觸媒（Co-catalyst）是必要的，貴金屬中的白金最常被使用，尤其是白金二氧化鈦（Pt/TiO2）在光觸媒產氫方面，有極佳的表現。而碳化砂（Graphite silica, GS）粉末與二氧化鈦混和，也會增加光觸媒的產氫量，主要是因為在GS內的黏土成分可吸附許多氫離子，可藉此增加氫的產量。本研究將探討GS加入Pt/TiO2以及GS加入Pt+TiO2兩種混合方式之產氫量，所使用的光觸媒TiO2其主要結構為銳鈦礦相，已知TiO2之銳鈦礦其能隙為3.2eV，因此被廣泛用於光催化上。結果顯示GS+Pt/TiO2，氫氣產量會降低；GS+TiO2+Pt，則氫氣產量會顯著的增加。由顆粒粒徑的分佈和SEM影像結果顯示，混合懸浮液中的TiO2、Pt和GS會相互聚集反應。GS+TiO2+Pt的氫氣產率會增加是由於增加的電子傳遞鏈：TiO2→Pt→GS。