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Monatshefte für Chemie / Chemical Monthly

, Volume 122, Issue 8–9, pp 645–652 | Cite as

Hydrogen photoproduction from water-methanol on titania covered with copper

  • Andrzej Sobczynski
Anorganische Und Physikalische Chemie

Summary

Hydrogen photogeneration from water-methanol solution was studied on Cu-TiO2 photoactive systems. It was found that Cu-deposit on titania particles could be obtained “in situ” in a reaction cell. The dispersed copper showed satisfactory good activity (quantum yield 4.3%) and stability under H2 production conditions. The hydrogen evolution catalytic properties of Cu were also proved in an electrochemical study: a graphite electrode immersed in Cu/TiO2 suspension showed dark cathodic current at about −0.9V vs. SCE. It was checked in two simple experiments that the reduction of Cu2+ by illuminated titania leads to Cu(O) deposited onto semiconductor particles. Using an ion selective electrode it was found that Cu2+ reduction was accomplished in 20 minutes. Bigger amounts of copper (>1 wt.%) were photodeposited on the already existing metal islands. Cu2+ preadsorption on titania was small and did not have any influence on the hydrogen evolution activity of Cu/TiO2. 0.5 wt.% on TiO2 was found as an optimum metal loading.

Keywords

Photocatalysis Copper Titania 

Photoproduktion von Wasserstoff aus Wasser-Methanol auf kupferbeschichtetem Titanoxyd

Zusammenfassung

Es wurde die Wasserstoff-Photogenerierung aus wäßrig-methanolischen Lösungen an CuTiO2 als photoaktivem System untersucht. Es wurde festgestellt, daß die Kupferdepositierung auf Titanoxydpartikeln „in situ“ in einer Reaktionszelle erreicht werden kann. Das dispergierte Kupfer zeigte zufriedenstellend gute Aktivität (Quantenausbeute 4.3%) und Stabilität unter den erforderlichen Bedingungen. Die katalytischen Eigenschaften des Kupfers zur Wasserstoffentwicklung wurden auch elektrochemisch untersucht: eine Graphitelektrode in einer Cu-TiO2-Suspension zeigte einen kathodischen Dunkelstrom bei ca. −0.9V gegen eine SCE. Mittels zweier einfacher Experimente wurde überprüft, daß die Reduktion von Cu2+ mittels belichtetem Titanoxyd zu einem Niederschlag von Cu(O) auf den Halbleiterpartikeln führ. Mittels einer ionenselektiven Elektrode wurde festgestellt, daß die Cu2+-Reduktion innerhalb von 20 Minuten erfolgte. Größere Mengen von Kupfer (>1 Gew.%) wurden auf bereits vorhandenen Metallinseln photo-depositiert. Die Präadsorption von Cu2+ auf Titanoxyd war gering und hatte keinerlei Einfluß auf die wasserstoffentwickelnde Aktivität von Cu-TiO2. Als optimale Metallbeladung erwies sich 0.5 Gew.% Cu auf TiO2.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1991

Authors and Affiliations

  • Andrzej Sobczynski
    • 1
  1. 1.Institute of Chemical Technology and EngineeringTechnical UniversityPoznanPoland

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