《能源材料》课程论文题目：半导体光催化水解制氢得进展指导教师:毛景学生姓名:朱永坤学号:201308００830专业:建筑结构及功能材料院（系)：材料科学与工程２016年6月８日关键词:半导体；光催化;太阳能;电解水;制氢；改性。引言:在上课过程中老师讲到得新能源汽车当中得氢燃料池汽车让我对氢能得开发利用产生了浓厚得兴趣,就想着写一篇关于氢能方面得文章。结合老师上课过程提到得太阳能制氢,就定位在了半导体光催化制氢这个主题了。目前,氢气在氢燃料电池汽车当中得到了广泛得应用,氢燃料电池通过液态氢与空气中得氧结合而发电，根据此原理而制成得氢燃料电池可以发电用来推动汽车。氢燃料电池汽车就是终极环保汽车.氢燃料电池汽车零排放,且一次加氢续驶里程长,加氢时间短，相当于汽油车，一直以来被作为新能源汽车技术路线之一。但就是,到目前为止，氢燃料电池汽车,并没有得到大范围得普及，因为一些技术条件得短板暂时限制了它得应用。其中最大得问题就就是氢气来源问题，世界上很多国家得氢燃料得生产并不就是以水为原料,而就是以天然气作为生产原料，先前讲到了,如果要电解水取得氢气，那需要很大得能量消耗,而且要生产出能量值与普通汽油燃料相当得氢燃料，我们就需要大量得水资源，水同样也就是我们这个星球稀缺得资源。同时，氢气得储存与运输过程又要耗费很大得能量，所以到目前为止，要驱动一辆氢燃料电池汽车，所需能耗太大，还不能达到节能环保得目得。麻省理工学院得一些能源专家则提出，氢燃料电池车真正要“跑起来”，至少还需要15年得时间。那么，如何低能耗,效率高地制备氢气成为了氢燃料汽车得一个瓶颈，目前制备氢气有也有很多方法，包括热化学法制氢，光电化学分解法制氢,光催化法制氢，人工光合作用制氢，生物制氢等,在这里重点介绍一下光催化制氢得一些新得研究与进展.摘要：氢能具有高效、清洁、无污染、易于产生、便于输运与可再生等特点，就是最理想得能源载体.因此，氢能将会成为未来化石能源得主要替代能源之一,利用可再生能源制取氢气就是未来能源发展得必然趋势。利用太阳能直接从水中获得得氢气，氢气又可作为能源燃料，燃烧产物就是水，它以最清洁环保得形态回到自然生态循环中,这就是一种完全得可持续开发得能源利用得途径。背景：光解水制氢技术始自1972年，由日本东京大学FujｉshｉmaA与HondaK两位教授首次报告发现TiO2单晶电极光催化分解水从而产生氢气这一现象,从而揭示了利用太阳能直接分解水制氢得可能性,开辟了利用太阳能光解水制氢得研究道路。利用太阳能分解水制氢或将太阳能直接转化为化学能逐渐成为能源领域得研究热点之一。近年来，太阳能利用得研究、特别就是利用太阳能光催化分解水制氢研究正处于一个十分活跃得发展时期,尤其在新型光催化剂研制方面比较活跃.但就是,就目前来说，采用半导体光敏催化剂分解水制氢得方法，由于缺乏可见光敏与宽谱线光敏催化剂,光-氢转换效率还比较低。近几年太阳能光解水制氢技术得迅猛发展与巨大突破，有可能在未来二三十年内逐步走向实用化，使太阳能光解水制氢产业化成为现实。半导体光催化水解制氢得研究进展半导体光催化太阳能电解水制氢技术就是将太阳能电解水制氢技术与半导体光催化太阳能光解水制氢技术相结合得一种复合光电分解水制氢技术。该技术具有光氢转换效率高、节省常规能源、保护环境与便于氢氧分离等优点,一旦发展成熟并投入使用将带来显著得经济效益、环境效益与社会效益，并可能带给人类使用能源得革命性变革。自１972年日本东京大学教授首次报导ＴｉＯ2单晶电极光催化降解水从而产生氢气这一现象后，半导体光催化水解制氢得研究开始兴起,并得到了较快得发展，主要经历了以TiＯ2等金属氧化物、染料负载金属与复合有机半导体、杂多酸盐与金属硫化物、层状金属氧化物与复合层状物为光催化剂水解制氢等发展阶段,并在半导体光催化剂得制备、改性与光催化相关理论方面取得了较多成果,如对ＴiＯ2进行掺杂、表面贵金属（Pt、Pｄ、Rｕ、Au）淀积与光敏化等。下面就介绍几类光催化剂以及它们得研究进展。二氧化钛类光催化剂二氧化钛（TiO2）就是研究最早、最具代表性得光催化剂,它稳定、耐腐蚀性、来源丰富、廉价无毒等特点,相关研究也较多,已经商业化得有DegｕssaP—2５TｉO2等。还有以钛酸四丁酯，乙丙醇钛,四氯化钛或硫酸钛为钛源,利用水热溶胶-凝胶法、气相爆轰法、等离子喷雾热解、模板法、醇热溶胶—凝胶法等各种方法合成纳米TiO２粉末或形貌光催化剂。成胶过程对催化剂结构及性能有显著影响.在醋酸介质中得到得催化剂样品具有最高得比表面积、最小得晶粒尺寸、最好得结晶度、最清洁得催化剂表面等特点，从而具有最好得光催化活性。同时，水热法可获得稳定多孔TiO2粉末光催化剂，也可以制备出极小尺寸与高比表面积得Ti