通过氢氧化镓的脱氢氰化制备可见光响应型光催化剂用于水分解制氢

摘要： 我们在氨气氛围下对GaOOH进行脱氢氮化处理以制备氮掺杂Ga2O3，并考察了其在可见光照射下催化甲醇水溶液析氢的光催化活性。GaOOH通过水热法合成后，在773-1273K温度范围内进行氨气脱氢氮化处理。首先在873K下将GaOOH脱氢转化为Ga2O3，随后进行氮化。随着脱氢氮化温度升高，产物逐渐趋近完全氮化物（GaN）。在所有脱氢氮化样品中，仅1173K烧结的样品在可见光照射下表现出光催化活性，且其反应前后晶体结构未发生变化，而其他样品均未显示活性并氧化为GaOOH。从热力学角度分析，若氮溶解于氧化物或形成氧氮化物，其化学势必须低于GaN中氮的化学势。因此，水中应存在如GaNyO3-x这类稳定的、具有光催化活性的镓氧氮化物相。