非贵金属助剂Ni2P修饰类石墨碳氮化物光催化剂增强可见光光催化产氢性能
随着化石燃料的日益枯竭,能源危机已经成为一个严重的全球性问题.开发氢气等环境友好型的可再生能源来替代化石燃料己迫在眉睫.光催化水解制氢被认为是解决这一问题最有效的技术之一,贵金属(如Pt)可以作为助催化剂提高光催化体系的制氢性能,但高昂的成本限制了该技术的进一步应用.因此,开发新型、高性能、低成本的非贵金属助催化剂以替代贵金属助催化剂,对于将光催化产氢技术付诸实践具有重要意义.在此,我们以共轭聚合物(SCN)n为前驱体成功地合成了Ni2P/类石墨碳氮化物光催化剂(Ni2P/CN),在可见光照射下具有优异的光催化产氢性能.使用各种表征技术、光学和光电化学测试研究了这些材料的结构组成、形貌特征以及光学性质.X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)结果表明了合成的Ni2P/CN纳米复合材料具有良好的晶体结构.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果显示,Ni2P/CN样品具有典型的二维层状结构,Ni2P纳米颗粒均匀地负载在CN表面.紫外-可见漫反射光谱(DRS)结果表明,负载Ni2P纳米颗粒有效地增强了CN对可见光的吸收能力.光致发光光谱(PL)和光电流测试结果表明,Ni2P的负载有利于促进光生载流子的迁移和分离效率.光催化产氢实验是在可见光照射下进行的,以三乙醇胺为牺牲剂.结果 表明,Ni2P/CN复合光催化剂具有良好的光催化还原性能.性能最优的Ni2P/CN复合材料产氢效率达到了623.77 μmol·h-1·g-1,优于以贵金属Pt作助催化剂的CN样品的产氢效率(524.63 μmol·h-1 ·g-1).此外,通过一系列表征、光学以及光电化学测试的分析表明,Ni2P纳米粒子均匀地附着在CN的表面上,并且它们之间存在很强的界面效应,从而形成了抑制光生载流子重组并促进电子迁移的电子传输通道,促进电子从CN迁移至Ni2P.此外,根据实验和表征,提出了一种可能的光催化机理.这项工作对于非贵金属取代贵金属作为光催化产氢助剂的发展具有重要意义.
助催化剂;Ni2P;光催化产氢;界面效应;可见光
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O643(物理化学（理论化学）、化学物理学)
This project was supported by the National Natural Science Founding of China ;国家自然科学基金;湖北省自然科学基金
2021-08-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共8页
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