寇书芳 封振宇 王春省 杨 剑

金@氧缺陷二氧化钛核壳纳米颗粒的制备及光催化产氢

寇书芳 封振宇 王春省 杨 剑＊

(山东大学化学与化工学院，济南 250100)

通过水解TiCl3在金纳米颗粒外表生长TiO2，然后在Ar/H2气氛中高温煅烧成功地合成了核壳形貌的Au@H-TiO2缺陷结构。采用XRD、TEM、XPS、UV-Vis测试方法对产物的物相结构、形貌及光吸收能力做了系统的分析。与不存在缺陷态的TiO2和Au@A-TiO2相比，Au@H-TiO2表现出最高的产氢速率，这可以归因于其电荷分离效率的提高和电荷转移阻抗的降低，瞬态光电流测试以及电化学阻抗数据证实了这一结论。这些性能的改进可能与Au@H-TiO2中的Ti3+自掺杂和Au修饰有关。

二氧化钛；缺陷结构；纳米材料；光催化制氢

0 引 言

二氧化钛作为一种常见的光催化材料，在催化领域一直被广为研究。为了提高其光催化性能，人们对TiO2进行了各种各样的改性研究,较为常见的有金属[1]或非金属掺杂[2-3]、形状/尺寸控制[4-6]以及氢化处理[7-9]等等。其中，氢化处理即引入氧空位缺陷成为最近的一大研究热点。氢化处理可以引起材料的结构变化[10-13]，同时改善光学性质、电子特性以及光催化性能[11-14]等。这是因为Ti3+在电子/空穴的转移过程中起到重要作用[15]，引入氧空位缺陷的二氧化钛(H-TiO2)作为一个电子供体，可以提高光催化反应中染料分子的吸附稳定性，还能促进电荷的注入[16]。H-TiO2的上述性质使其在光催化、电化学等领域有着广泛的应用，并表现出优异的催化性能，例如光催化降解有机染料、光催化制氢、光电化学水裂解、染料敏化太阳能电池以及锂离子电池等[17-19]。……