钱伦:CdS基光催化剂的制备及其电子转移路径对产氢性能的研究论文

钱伦:CdS基光催化剂的制备及其电子转移路径对产氢性能的研究论文

本文主要研究内容

作者钱伦(2019)在《CdS基光催化剂的制备及其电子转移路径对产氢性能的研究》一文中研究指出:能源危机和环境污染是当今人类社会亟待解决的问题。光催化技术可以利用太阳光进行氧化还原反应,既可以还原质子产生氢气也能够氧化有机污染物使其降解。因此光催化技术是一项非常有潜力解决能源危机和环境污染的技术。目前制约光催化技术发展的关键在于催化剂的性能较差,寻找设计和制备高效稳定的光催化剂,并且深入了解光催化剂改性原理从而提高催化剂性能是重中之重。在影响光催化剂性能的因素中,光催化剂的光生载流子分离和转移的效率是影响光催化性能的重要因素。本文希望通过制备异质结结构和Z-scheme结构两类不同电子转移路径的光催化剂,揭示电子转移路径对于光催化剂性能的影响。从而为寻找设计新型高效的光催化剂提供解决路径。本文主要研究内容如下:(1)制备了异质结CdS/g-C3N4和金属诱导Z-scheme CdS/Ag/g-C3N4两种光催化剂,并在可见光下进行了光催化产氢实验。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、光致发光光谱(PL)、瞬态光电流和电化学阻抗谱(EIS)对其结构、光学和电化学性能进行了表征。结果表明,金属诱导Z-scheme CdS/Ag/g-C3N4光催化剂具有更好的光响应性能和更高的光生载流子分离和转移效率。其光催化产氢速率为1376.0μmol/h·g,是异质结CdS/g-C3N4(776.5μmol/h·g)光催化剂产氢速率的1.77倍。造成这种现象的原因是因为金属Ag构成的Z-scheme结构和金属诱导光催化协同促进了CdS/Ag/g-C3N4光催化剂光生载流子的分离和转移。(2)通过控制不同粒径的金属有机框架ZIF-67,制备了异质结ZIF1@CdS100、ZIF3@CdS100和 ZIF4@CdS100光催化和 Z-scheme ZIF2@CdS100光催化剂并在可见光下进行了光催化产氢实验。使用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、莫特-肖特基(M-S)、光致发光光谱(PL)、瞬态光电流和电化学阻抗谱(EIS)对其结构、光学和电化学性能进行了表征。结果表明,与异质结ZIF1@CdS100、ZIF3@CdS100和ZIF4@CdS100光催化剂相比较,Z-scheme ZIF2@CdS100光催化剂具有更高的光生载流子分离和转移效率。其光催化产氢速率为17196.56 μmol/h·g,是最优异质结ZIF3@CdS100 光催化剂(4542.81μmol/h·g)的 3.78 倍,原因是 Z-Scheme结构电子转移路径的光生载流子分离和转移效率高于一般异质结

Abstract

neng yuan wei ji he huan jing wu ran shi dang jin ren lei she hui ji dai jie jue de wen ti 。guang cui hua ji shu ke yi li yong tai yang guang jin hang yang hua hai yuan fan ying ,ji ke yi hai yuan zhi zi chan sheng qing qi ye neng gou yang hua you ji wu ran wu shi ji jiang jie 。yin ci guang cui hua ji shu shi yi xiang fei chang you qian li jie jue neng yuan wei ji he huan jing wu ran de ji shu 。mu qian zhi yao guang cui hua ji shu fa zhan de guan jian zai yu cui hua ji de xing neng jiao cha ,xun zhao she ji he zhi bei gao xiao wen ding de guang cui hua ji ,bing ju shen ru le jie guang cui hua ji gai xing yuan li cong er di gao cui hua ji xing neng shi chong zhong zhi chong 。zai ying xiang guang cui hua ji xing neng de yin su zhong ,guang cui hua ji de guang sheng zai liu zi fen li he zhuai yi de xiao lv shi ying xiang guang cui hua xing neng de chong yao yin su 。ben wen xi wang tong guo zhi bei yi zhi jie jie gou he Z-schemejie gou liang lei bu tong dian zi zhuai yi lu jing de guang cui hua ji ,jie shi dian zi zhuai yi lu jing dui yu guang cui hua ji xing neng de ying xiang 。cong er wei xun zhao she ji xin xing gao xiao de guang cui hua ji di gong jie jue lu jing 。ben wen zhu yao yan jiu nei rong ru xia :(1)zhi bei le yi zhi jie CdS/g-C3N4he jin shu you dao Z-scheme CdS/Ag/g-C3N4liang chong guang cui hua ji ,bing zai ke jian guang xia jin hang le guang cui hua chan qing shi yan 。cai yong Xshe xian yan she (XRD)、Xshe xian guang dian zi neng pu (XPS)、sao miao dian jing (SEM)、chang fa she sao miao dian jing (FESEM)、tou she dian jing (TEM)、zi wai -ke jian man fan she guang pu (UV-vis DRS)、guang zhi fa guang guang pu (PL)、shun tai guang dian liu he dian hua xue zu kang pu (EIS)dui ji jie gou 、guang xue he dian hua xue xing neng jin hang le biao zheng 。jie guo biao ming ,jin shu you dao Z-scheme CdS/Ag/g-C3N4guang cui hua ji ju you geng hao de guang xiang ying xing neng he geng gao de guang sheng zai liu zi fen li he zhuai yi xiao lv 。ji guang cui hua chan qing su lv wei 1376.0μmol/h·g,shi yi zhi jie CdS/g-C3N4(776.5μmol/h·g)guang cui hua ji chan qing su lv de 1.77bei 。zao cheng zhe chong xian xiang de yuan yin shi yin wei jin shu Aggou cheng de Z-schemejie gou he jin shu you dao guang cui hua xie tong cu jin le CdS/Ag/g-C3N4guang cui hua ji guang sheng zai liu zi de fen li he zhuai yi 。(2)tong guo kong zhi bu tong li jing de jin shu you ji kuang jia ZIF-67,zhi bei le yi zhi jie ZIF1@CdS100、ZIF3@CdS100he ZIF4@CdS100guang cui hua he Z-scheme ZIF2@CdS100guang cui hua ji bing zai ke jian guang xia jin hang le guang cui hua chan qing shi yan 。shi yong Xshe xian yan she (XRD)、Xshe xian guang dian zi neng pu (XPS)、chang fa she sao miao dian zi xian wei jing (FESEM)、tou she dian zi xian wei jing (TEM)、zi wai -ke jian man fan she guang pu (UV-vis DRS)、mo te -xiao te ji (M-S)、guang zhi fa guang guang pu (PL)、shun tai guang dian liu he dian hua xue zu kang pu (EIS)dui ji jie gou 、guang xue he dian hua xue xing neng jin hang le biao zheng 。jie guo biao ming ,yu yi zhi jie ZIF1@CdS100、ZIF3@CdS100he ZIF4@CdS100guang cui hua ji xiang bi jiao ,Z-scheme ZIF2@CdS100guang cui hua ji ju you geng gao de guang sheng zai liu zi fen li he zhuai yi xiao lv 。ji guang cui hua chan qing su lv wei 17196.56 μmol/h·g,shi zui you yi zhi jie ZIF3@CdS100 guang cui hua ji (4542.81μmol/h·g)de 3.78 bei ,yuan yin shi Z-Schemejie gou dian zi zhuai yi lu jing de guang sheng zai liu zi fen li he zhuai yi xiao lv gao yu yi ban yi zhi jie

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自广西大学的钱伦,发表于刊物广西大学2019-10-14论文,是一篇关于光催化论文,异质结论文,产氢论文,广西大学2019-10-14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,资料来自广西大学2019-10-14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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