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[实践知化学] 最省钱的分解水的办法

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发表于 2012-7-9 00:38:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 RDX 于 2013-1-5 23:14 编辑

TiO2属于一种n型半导体材料，它的禁带宽度为3.2ev（锐钛矿）,当它受到波长小于或等于400nm的光波照射时，价带的电子就会获得光子的能量而越迁至导带，价带生成空穴(h+)，从而在TiO2内部产生具有高度活性的空穴(h+)--电子(e-)对。迁移到TiO2粒子表面的空穴(h+)与吸附在TiO2表面的水和OH-反应生成 · OH自由基， · OH自由基具有高的氧化电势，可以将大多数有机物氧化分解为二氧化碳和水。而TiO2表面的高活性电子(e-)则可以还原金属(氢)离子。(以上资料节选自《无机化学》，孙挺主编)
简单点说，纳米级的二氧化钛放入水中在太阳下可催化水分解为氢气和二氧化钛。
注意是催化，也就是二氧化钛本身不消耗。
虽说如此，不过真正想靠此方法生产氢气，需把装置设计成原电池形状，一端用二氧化钛电极，另一端用铂电极。避免产生的氢气、氧气混合物从而导致爆炸。
不过如果你想做爆炸气体那就不用分开了。
虽然比起工业上的方法效率低多了。但是我试过电解水，花了好久才收集到了2L的氢气，太不划算了。
关于纳米级二氧化钛的制备，有很多方法，既可以物理粉碎，也可以化学制备。其中一种方法就是拿氢氧焰来处理四氯化钛。不过四氯化钛遇水蒸汽即可猛烈反应生成氯化氢和偏钛酸，并且放出大量热。燃烧所得到的偏钛酸，可以得到二氧化钛和水。也就是说你不把空气干燥的话，一打开就会有很多烟冒出来，很糟糕的。
实际上用纳米级的是因为效率相对较高，实在找不到纳米级的可以自己尽可能的磨成细小的颗粒。
我也买了一点来做实验。
不过因为颗粒过大，气泡实在太小，效率也太低。自己研磨了一下，速率明显上升，不过还是没有搞到纳米级的。

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楼主| 发表于 2012-7-9 00:45:40 | 显示全部楼层

不是买不到纳米级的，而实在是承受不住这价钱。
http://www.aladdin-reagent.com/thir.asp?Rea_SubID=12380
http://www.aladdin-reagent.com/thir.asp?Rea_SubID=12219
纳米级的和一般的价钱差距太大............

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唔…… 发表于 2012-11-8 22:33

魂淡: 3
买了也看不到气泡的。。。我们实验室一堆堆这种东西。。。比这性能好的还有很多发表于 2012-7-9 00:59

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发表于 2012-7-9 00:46:26 | 显示全部楼层

不用扯了- -我们实验室就有做光催化分解水的= =实验需要用牺牲剂的。。。如果能看到气泡而且证明是氢气的话。。。至少能发一篇nature

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楼主| 发表于 2012-7-9 01:03:13 | 显示全部楼层

Yukine 发表于 2012-7-9 00:46

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不用扯了- -我们实验室就有做光催化分解水的= =实验需要用牺牲剂的。。。如果能看到气泡而且证明是氢气的话 ...

这个真心没坑你，这个真可以做到，不过太阳光的利用率只到4%所以无法工业使用。
你可以查下，“二氧化钛光催化水制氢”。

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发表于 2012-7-9 01:04:12 | 显示全部楼层

lmy342877104 发表于 2012-7-9 01:03

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这个真心没坑你，这个真可以做到，不过太阳光的利用率只到4%所以无法工业使用。
你可以查下，“二氧化钛 ...

不用查了- -我在中科院干活。。。我们实验室就是做纳米材料的。。。我们就有做光催化制氢的方向

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竟然是中科院的…… 发表于 2012-11-8 22:34

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楼主| 发表于 2012-7-9 01:04:31 | 显示全部楼层

Yukine 发表于 2012-7-9 00:46

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不用扯了- -我们实验室就有做光催化分解水的= =实验需要用牺牲剂的。。。如果能看到气泡而且证明是氢气的话 ...

务必告诉我效果比这个好的材料有些什么！

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噗哧…… 发表于 2012-11-8 22:34

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楼主| 发表于 2012-7-9 01:05:09 | 显示全部楼层

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发表于 2012-7-9 01:09:29 | 显示全部楼层

lmy342877104 发表于 2012-7-9 01:05

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跪求

http://www.cnki.net/kcms/detail/ ... UlVTMGdZPQ==&p=
随便找个中文的= =

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楼主| 发表于 2012-7-9 01:13:20 | 显示全部楼层

是我的书太老了么...........

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发表于 2012-7-9 01:18:39 | 显示全部楼层

lmy342877104 发表于 2012-7-9 01:13

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是我的书太老了么...........

现在最常见的是CdS

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发表于 2012-7-9 01:24:39 | 显示全部楼层

lmy342877104 发表于 2012-7-9 01:13

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是我的书太老了么...........

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就算是效率最高的也看不到气泡，一小时产生的氢气都是10e-6mol级别的。。。

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发表于 2012-7-9 01:45:32 | 显示全部楼层

围观高端

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楼主| 发表于 2012-7-9 02:29:43 | 显示全部楼层

顺便崇拜一下这些睡的晚的牛人！
我是睡到下午才醒，熬夜无压力，不过还有这么多人能做到我表示崇拜了！

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[LV.2]偶尔看看I

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发表于 2012-7-9 03:03:47 | 显示全部楼层

高端贴留名

Amanda, herself.

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ぃ野花のAriosモ

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发表于 2012-7-9 14:37:04 | 显示全部楼层

=1411=分解水干嘛...

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噗……分解水制备氢气做燃料啊笨蛋…… 发表于 2012-11-29 00:07

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