王冰清:三元NiS/CQDs/ZnIn2S4光催化体系的合理设计及其产氢性能(英文)论文

王冰清:三元NiS/CQDs/ZnIn2S4光催化体系的合理设计及其产氢性能(英文)论文

本文主要研究内容

作者王冰清,丁瑶,邓子榕,李朝晖(2019)在《三元NiS/CQDs/ZnIn2S4光催化体系的合理设计及其产氢性能(英文)》一文中研究指出:氢气是一种清洁能源,利用半导体光催化技术将水转化成氢气是解决全球能源危机和环境污染问题的有效途径之一.开发高效的光催化体系以实现水分解产氢是目前能源领域中的一个研究热点.六方相的ZnIn2S4 是一种三元金属硫化物,因其具有能够吸收可见光的窄带隙(约2.4 eV)和良好的化学稳定性,在光催化产氢方面得到了较好应用.在半导体光催化产氢体系中,往往需要加入助催化剂来提供产氢活性位并降低产氢反应的过电位,这种半导体/助催化剂体系中光催化产氢效率不仅取决于助催化剂的组成和结构,还受二者界面之间光生电子传输效率的影响.我们课题组前期研究发现,NiS作为一种廉价的非贵金属助催化剂能够提高ZnIn2S4在可见光下的光催化产氢活性.考虑到碳量子点(CQDs)是一种具有良好导电能力的纳米材料,并已被负载于半导体光催化剂上来促进半导体表面光生电子的传输,本文将CQDs作为光生电子传输的"桥梁"引入到NiS/ZnIn2S4体系中,用来促进光生电子从ZnIn2S4 到NiS的定向传输,从而提高其光催化产氢效率.实验首先合成Ni S/CQDs复合材料,然后在其存在下进行ZnIn2S4 的自组装制得Ni S/CQDs/ZnIn2S4.利用X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、傅立叶红外光谱、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱对催化剂的组成、结构及光学性质进行了详细表征,考察了其在可见光下以三乙醇胺(TEOA)为牺牲剂时的光催化分解水产氢性能.结果表明,含有CQDs的NiS/CQDs/ZnIn2S4 光催化剂在光照5 h后的产氢总量达到142μmol,分别为相同条件下ZnIn2S4和NiS/ZnIn2S4 产氢总量的5.5和1.6倍.相比于通过将Ni S沉积在预先合成的CQDs/ZnIn2S4上所获得的CQDs/NiS/ZnIn2S4 光催化剂, NiS/CQDs/ZnIn2S4显示出更优越的光催化产氢活性.TEM观测发现,在NiS/CQDs/ZnIn2S4中CQDs与ZnIn2S4和NiS均有明显的接触,表明CQDs作为"桥梁"连接了ZnIn2S4和NiS,这种结构有利于光生电子由ZnIn2S4至NiS定向传输.而CQDs/NiS/ZnIn2S4 光催化剂中的CQDs和NiS没有直接接触.电化学交流阻抗实验发现, NiS/CQDs/ZnIn2S4中电子的传导能力比CQDs/NiS/ZnIn2S4中的强,说明相比于CQDs/NiS/ZnIn2S4,在NiS/CQDs/ZnIn2S4中的CQDs更有效地促进了光生电子由ZnIn2S4至NiS定向传输.该研究提供了一种以CQDs作为促进光生电子定向传输的"桥梁"来构筑高效产氢光催化体系的方法.

Abstract

qing qi shi yi chong qing jie neng yuan ,li yong ban dao ti guang cui hua ji shu jiang shui zhuai hua cheng qing qi shi jie jue quan qiu neng yuan wei ji he huan jing wu ran wen ti de you xiao tu jing zhi yi .kai fa gao xiao de guang cui hua ti ji yi shi xian shui fen jie chan qing shi mu qian neng yuan ling yu zhong de yi ge yan jiu re dian .liu fang xiang de ZnIn2S4 shi yi chong san yuan jin shu liu hua wu ,yin ji ju you neng gou xi shou ke jian guang de zhai dai xi (yao 2.4 eV)he liang hao de hua xue wen ding xing ,zai guang cui hua chan qing fang mian de dao le jiao hao ying yong .zai ban dao ti guang cui hua chan qing ti ji zhong ,wang wang xu yao jia ru zhu cui hua ji lai di gong chan qing huo xing wei bing jiang di chan qing fan ying de guo dian wei ,zhe chong ban dao ti /zhu cui hua ji ti ji zhong guang cui hua chan qing xiao lv bu jin qu jue yu zhu cui hua ji de zu cheng he jie gou ,hai shou er zhe jie mian zhi jian guang sheng dian zi chuan shu xiao lv de ying xiang .wo men ke ti zu qian ji yan jiu fa xian ,NiSzuo wei yi chong lian jia de fei gui jin shu zhu cui hua ji neng gou di gao ZnIn2S4zai ke jian guang xia de guang cui hua chan qing huo xing .kao lv dao tan liang zi dian (CQDs)shi yi chong ju you liang hao dao dian neng li de na mi cai liao ,bing yi bei fu zai yu ban dao ti guang cui hua ji shang lai cu jin ban dao ti biao mian guang sheng dian zi de chuan shu ,ben wen jiang CQDszuo wei guang sheng dian zi chuan shu de "qiao liang "yin ru dao NiS/ZnIn2S4ti ji zhong ,yong lai cu jin guang sheng dian zi cong ZnIn2S4 dao NiSde ding xiang chuan shu ,cong er di gao ji guang cui hua chan qing xiao lv .shi yan shou xian ge cheng Ni S/CQDsfu ge cai liao ,ran hou zai ji cun zai xia jin hang ZnIn2S4 de zi zu zhuang zhi de Ni S/CQDs/ZnIn2S4.li yong Xshe xian fen mo yan she 、sao miao dian jing 、tou she dian jing 、fu li xie gong wai guang pu 、Xshe xian guang dian zi neng pu he zi wai -ke jian man fan she guang pu dui cui hua ji de zu cheng 、jie gou ji guang xue xing zhi jin hang le xiang xi biao zheng ,kao cha le ji zai ke jian guang xia yi san yi chun an (TEOA)wei xi sheng ji shi de guang cui hua fen jie shui chan qing xing neng .jie guo biao ming ,han you CQDsde NiS/CQDs/ZnIn2S4 guang cui hua ji zai guang zhao 5 hhou de chan qing zong liang da dao 142μmol,fen bie wei xiang tong tiao jian xia ZnIn2S4he NiS/ZnIn2S4 chan qing zong liang de 5.5he 1.6bei .xiang bi yu tong guo jiang Ni Schen ji zai yu xian ge cheng de CQDs/ZnIn2S4shang suo huo de de CQDs/NiS/ZnIn2S4 guang cui hua ji , NiS/CQDs/ZnIn2S4xian shi chu geng you yue de guang cui hua chan qing huo xing .TEMguan ce fa xian ,zai NiS/CQDs/ZnIn2S4zhong CQDsyu ZnIn2S4he NiSjun you ming xian de jie chu ,biao ming CQDszuo wei "qiao liang "lian jie le ZnIn2S4he NiS,zhe chong jie gou you li yu guang sheng dian zi you ZnIn2S4zhi NiSding xiang chuan shu .er CQDs/NiS/ZnIn2S4 guang cui hua ji zhong de CQDshe NiSmei you zhi jie jie chu .dian hua xue jiao liu zu kang shi yan fa xian , NiS/CQDs/ZnIn2S4zhong dian zi de chuan dao neng li bi CQDs/NiS/ZnIn2S4zhong de jiang ,shui ming xiang bi yu CQDs/NiS/ZnIn2S4,zai NiS/CQDs/ZnIn2S4zhong de CQDsgeng you xiao de cu jin le guang sheng dian zi you ZnIn2S4zhi NiSding xiang chuan shu .gai yan jiu di gong le yi chong yi CQDszuo wei cu jin guang sheng dian zi ding xiang chuan shu de "qiao liang "lai gou zhu gao xiao chan qing guang cui hua ti ji de fang fa .

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自催化学报的王冰清,丁瑶,邓子榕,李朝晖,发表于刊物催化学报2019年03期论文,是一篇关于光催化论文,制氢论文,硫化镍论文,碳量子点论文,催化学报2019年03期论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自催化学报2019年03期论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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