基于BiOCl-Fe2O3@TiO2介孔复合材料的光电化学合成氨性能研究

作者：应霞薇; 浮建军; 曾敏; 刘文; 张天宇; 沈培康^*; 张信义^*

来源：Acta Chimica Sinica, 2022, 80(04): 503-509.

• 合成氨
• 光电催化剂
• 非贵金属
• 价带调控
• 光生载流子

传统合成氨工艺存在能耗高、污染严重的问题. 因此, 高效、低能耗绿色合成氨工艺的开发迫在眉睫. 光电化学以 H2O 和 N2为原料, 可以在太阳光驱动下, 在常温常压条件下实现氨的合成, 因而受到广泛重视. 但总的来说, 效率和产率都达不到实际要求. 新型高效催化剂及工艺的开发是提高合成氨产率及效率的关键. 非贵金属催化剂具备成本低、来源广泛、可操作性强的优势, 有利于光电化学合成氨的产业化. 本实验采用溶胶凝胶结合原位热裂解的方法制备了分散性好、结构均匀的 BiOCl-Fe2O3@TiO2复合材料, 对其物相、微观结构、表面状态、光学性能、电学性能等方面进行了系统表征, 并探究了该材料在常温常压下光电化学合成氨的催化活性. 结果表明, 同纯介孔 TiO2相比,BiOCl-Fe2O3@TiO2的吸收带隙变窄, 可见光吸收能力增强, 光生载流子的利用率增加, 光电合成氨的产率提升了 7 倍,且 BiOCl-Fe2O3@TiO2显示了优异的化学稳定性. 本研究工作为绿色合成氨催化材料及工艺设计提供了新思路.

• 单位
  广西大学; 化学化工学院