1、隨著能源緊缺和環(huán)境問題的日趨嚴(yán)峻，人們迫切需要尋求環(huán)境友好的新型能源。氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗诒姸嗟闹茪涞姆椒ㄖ?，如何利用太陽能高效制備氫氣成為研究者的重點(diǎn)研究對(duì)象，異質(zhì)結(jié)光催化劑具有特殊的能帶結(jié)構(gòu)以及載流子輸送等特性，在光催化反應(yīng)中能有效抵制光生電子和空穴的復(fù)合，從而提升量子效率，因此異質(zhì)結(jié)在光催化領(lǐng)域得到了廣泛的研究。
　　基于此，本論文圍繞異質(zhì)結(jié)納米材料光催化分解水制氫的問題，主要設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)方面的研究

2、工作：
　?。?）利用真空高溫固相法合成了系列黃銅礦結(jié)構(gòu)化合物及其異質(zhì)結(jié)。諸如CuInS2、AgInS2、NaInS2、LiInS2、KInS2、ZnGa2S4（缺陷黃銅礦結(jié)構(gòu)），以及異質(zhì)結(jié)CuInS2-In2O3、AgInS2-In2O3、AgGaS2-Ga2O3。研究了它們的光解水制氫，并從一定的理論上論述了光解水產(chǎn)氫機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，黃銅礦結(jié)構(gòu)的硫化物大多都具有較低的帶寬，其水解水反應(yīng)可以在可見光的條件下進(jìn)行，然而其活性卻微乎

3、其微，通過對(duì)其做了幾種異質(zhì)結(jié)之后，除了AgGaS2-Ga2O3，其它異質(zhì)結(jié)的光解水活性也沒有顯著的提高，需要用另外的設(shè)計(jì)方法來制備活性較好的異質(zhì)結(jié)。
　?。?）重點(diǎn)研究了ZnGa2S4及其相關(guān)的異質(zhì)結(jié)。利用真空高溫固相法合成了一系列有關(guān) ZnGa2S4的異質(zhì)結(jié)，如 ZnS-ZnGa2S4、 ZnS-Ga2S3-ZnGa2S4、ZnS-Ga2O3-ZnGa2S4、ZnS+Ga2O3。研究了它們的光解水制氫活性，從一定的理論上論述了它

4、們的光解水產(chǎn)氫機(jī)理。通過研究發(fā)現(xiàn)，ZnGa2S4是一個(gè)具有紫外可見光光解水活性的有缺陷黃銅礦結(jié)構(gòu)的硫化物，具有介孔的微米片，并且具有較高的光解水活性，其活性達(dá)到了參比試劑CdS的活性的10倍左右，通過對(duì)其做了幾種異質(zhì)結(jié)后發(fā)現(xiàn)可以將只具有紫外活性的ZnGa2S4可以改性到具有可見光光解水活性，例如 ZnS-ZnGa2S4、ZnS+Ga2O3在可見光條件下能表現(xiàn)出良好的光解水活性。另外通過摻雜改性將一個(gè)只具有紫外光響應(yīng)的半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)具有

5、可見光響應(yīng)的半導(dǎo)體，也就是對(duì)ZnGa2S4的固溶體ZnGa2(1-x)In2xS4研究，以及用CuGaS2對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步固溶研究，進(jìn)一步提高了可見光的利用率。
　?。?）研究了明礬結(jié)構(gòu)化合物 NaGa3(SO4)2(OH)6和H3OGa3(SO4)2(OH)6，利用水熱法來合成這兩種化合物，然后通過熱分解母體得到不同晶型的Ga2O3異質(zhì)結(jié)，再研究熱分解產(chǎn)物的光解水活性。研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，熱分解得到的Ga2O3的晶型由伽馬相