【摘要】 TiO₂具有合适的能带位置以及成本低、无毒、稳定性高等优点,但由于大的激子结合能（130 meV）以及电子-空穴复合严重,其光催化性能和效率较低.目前,负载助催化剂是一种比较有效的提高TiO₂光催化效率的方法.助催化剂可通过抑制电子与空穴的复合、降低激子结合能、提高界面电子传输速率来提高光催化性能.寻求新型、廉价、高效产氢的助催化剂是当前光催化研究的热点.近年来, Ni（OH）₂由于具有多变的形貌以及一定的光催化性能而被人们关注.并且Ni（OH）₂本身就是p型光催化剂,可与主体材料复合形成p-n异质结材料,其中由异质结形成的内建电场可起到促进电子与空穴分离的作用.基于此,本文采用简单的合成方法制备出新颖的三维花状Ni（OH）₂包裹TiO₂纳米结构微球,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等表征手段确定了目标产物被成功合成,并采用光催化产氢为探针反应研究了其光催化性能.结果表明, Ni（OH）₂包裹TiO₂纳米材料的产氢速率比纯TiO₂纳米材料提高了5倍.通过紫外-可见漫反射吸收光谱（DRS）与一系列对比实验发现, Ni（OH）₂拓宽了TiO₂的吸收光谱范围,催化活性的提高确实来源于引入的Ni（OH）₂.氮气吸脱附等温线和孔径分布分析表明, Ni（OH）₂壳的引入增大了催化剂的比表面积并且带来介孔,证实三维花状的纳米片界面为光催化产氢提供了更多的活性位点.电化学表征结果进一步证明,这种独特的p-n异质结促进了电子与空穴的分离和转移.基于元素分析和产氢活性结果,我们提出了可能的反应机理.更多还原

【Abstract】 TiO₂@Ni（OH）₂ core-shell microspheres were synthesized by a facile strategy to obtain a perfect 3D flower-like nanostructure with well-arranged Ni（OH）₂ nanoflakes on the surfaces of TiO₂ microspheres; this arrangement led to a six-fold enhancement in photocatalytic hydrogen evolution. The unique p-n type heterostructure not only promotes the separation and transfer of photogenerated charge carriers significantly, but also offers more active sites for photocatalytic hydrogen production. A photocatalytic mechanism is proposed based on the results of electrochemical measurements and X-ray photoelectron spectroscopy.更多还原