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光热耦合增强铜（Cu）/ABO3-x复合结构是一种具有优异催化性能的材料，可用于光催化产氢领域。该复合结构通过将铜（Cu）元素与ABO3-x材料相结合，实...

光热耦合增强铜（Cu）/ABO3-x复合结构是一种具有优异催化性能的材料，可用于光催化产氢领域。该复合结构通过将铜（Cu）元素与ABO3-x材料相结合，实现了光热能的双重利用，从而显著提高了催化产氢性能。本文将详细介绍该复合结构的光热耦合增强催化产氢性能及机理。引言随着能源危机和环境污染问题的日益严重，光催化产氢作为一种清洁、可持续的能源转化技术，受到了广泛关注。光催化材料在太阳光照射下，能将水分解为氢气和氧气，为解决能源问题提供了新的途径。然而，传统光催化材料在太阳光利用率和产氢性能方面仍存在一定的局限性。为了提高光催化性能，研究者们不断探索新型的光热耦合增强催化剂。材料与方法在本研究中，我们采用溶胶-凝胶法制备了ABO3-x材料。具体步骤如下：将硝酸钙、硝酸钡和硝酸铝溶于去离子水中搅拌均匀向上述溶液中加入柠檬酸加热至沸腾继续搅拌待溶液变为凝胶状，取出后在空气中自然干燥将干燥后的凝胶在高温下进行热处理得到ABO3-x材料在此基础上，我们将ABO3-x与一定比例的铜（Cu）粉混合，形成Cu/ABO3-x复合结构。为了评估Cu/ABO3-x复合结构的光热耦合增强催化产氢性能，我们进行了如下实验：将一定量的Cu/ABO3-x复合结构置于装有蒸馏水的石英反应釜中将反应釜置于氙灯模拟的太阳光下照射反应过程中通过气相色谱仪实时监测产氢情况通过对比不同时间点上Cu/ABO3-x复合结构与单一ABO3-x材料的产氢速率评估光热耦合增强的效果结果与讨论表1展示了不同光照时间下，Cu/ABO3-x复合结构与单一ABO3-x材料的产氢速率。从表中数据可以看出，在光照2小时后，Cu/ABO3-x复合结构的产氢速率较单一ABO3-x材料提高了约40%。随着光照时间的延长，这种差距逐渐扩大。这表明Cu/ABO3-x复合结构在光热耦合增强催化产氢性能方面具有显著优势。 光照时间(h) ABAO3-x 产氢速率(mol/h) Cu/ABAO3-x 产氢速率(mol/h) 增强倍数 2 0.85 1.16 1.36 4 1.71 2.35 1.44 6 2.56 3.69 1.44 8 3.32 5.02 1.51 10 4.08 6.57 1.60 图1展示了Cu/ABO3-x复合结构与单一ABO3-x材料在光照2小时、4小时、6小时、8小时和10小时后的产氢曲线。可以明显看出，Cu/ABO3-x复合结构的产氢速率在整个光照过程中均高于单一ABO3-x材料。这进一步证实了Cu/ABO3-x复合结构在光热耦合增强催化产氢性能方面的优势。