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化石能源的过度利用引发的环境和能源危机逐渐受到人们的重视,而半导体光催化技术的发展使其成为一种理想的解决能源与环境危机的策略。作为应用最广泛的半导体光催化剂之一,TiO2以其化学性质稳定、无毒、成本低的特点受到学术界的广泛关注,然而较大的禁带宽度(3.2 eV)和光生载流子的快速复合严重制约了TiO2的光催化活性。因此,开发高效光催化产氢体系是科学家的一大关注点。鉴于以上几点,本论文的工作主要是通过HF修饰合成TiO2纳米片,然后分别用片状Co(OH)2、Cu2(OH)2CO3纳米团簇和CoNi-OH纳米颗粒修饰TiO2纳米片的表面,提高以TiO2为基体的复合光催化剂的催化活性,具体如下:(1)通过原位化学沉积的方法成功地合成了片状Co(OH)2负载的TiO2纳米片复合光催化剂。利用XRD、DRS、TEM和XPS等检测手段表征其物理化学性质,通过光催化产氢评价样品的光催化活性。合成的Co(OH)2以片状形式负载到TiO2纳米片上并形成紧密结合,良好的接触界面能够有效促进光生载流子的分离和迁移,延长了光生载流子的寿命,从而提高了光催化活性。并以此提出Co(OH)2/TiO2纳米片光催化机制。总而言之,Co(OH)2是一种廉价、稳定、易获取且高效的产氢助催化剂,在未来的光催化分解水中可以得到广泛利用。(2)本实验通过原位化学沉积的方法合成了非贵金属Cu2(OH)2CO3修饰的二维TiO2纳米片。XRD、TEM、XPS等测试结果表明Cu2(OH)2CO3球型纳米颗粒均匀地负载于TiO2纳米片的表面,并形成紧密的接触界面,有利于电子-空穴的分离和传递,并形成了Cu+或Cu0等活性Cu物质,降低了水分解的过电位,进而提高了样品的光催化活性。通过光催化产氢测试表明即使负载极少量的Cu2(OH)2CO3,复合催化剂也能表现出较高的光催化活性。(3)本研究通过原位化学沉积和水热辅助的方法合成了CoNi-OH纳米颗粒负载的TiO2纳米片复合光催化剂并研究了其光催化活性。通过XRD、DRS、TEM和XPS研究其物理化学性质。进一步的光催化活性表明负载CoNi-OH后,复合催化剂的活性均有不同程度的提高。