研究目的
研究接枝等离子体Ag纳米粒子的三元Ag/PaNi/NaNbO3纳米复合光阳极在光电化学水分解中的增强光电化学性能。
研究成果
三元Ag/PaNi/NBO纳米复合材料表现出显著增强的光电化学水分解活性,这归因于Ag纳米颗粒的等离子体效应以及PaNi与NBO纳米纤维之间形成的II型异质结。该材料实现了更优的光吸收、电荷分离和更低的电荷转移电阻,使其成为能源收集应用中极具前景的材料。
研究不足
该研究聚焦于三元Ag/PaNi/NBO纳米复合材料的合成及其光电化学性能,但在规模化应用方面可能存在局限性,包括实际工况下的长期稳定性以及银纳米颗粒的成本效益问题。
1:实验设计与方法选择:
通过化学接枝法将银纳米颗粒负载于二元PaNi/NBO纳米复合材料上,制备三元Ag/PaNi/NBO纳米复合材料。光电化学(PEC)测试在0.5 M NaOH电解液的三电极PEC电池中进行,采用紫外-可见光照射。
2:5 M NaOH电解液的三电极PEC电池中进行,采用紫外-可见光照射。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:样品包括原始NBO纳米纤维、二元PaNi/NBO及三元Ag/PaNi/NBO纳米复合材料。采用XRD、SEM、TEM、HRTEM、紫外-可见光谱及PEC测试进行表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包含理学Ultima IV衍射仪、日立TM3000扫描电镜、FEI Tecnai透射电镜、珀金埃尔默Lambda 1050紫外-可见分光光度计及Zehner Zennium光电化学工作站(PP 211)。材料包括苯胺、盐酸、(NH4)2S2O8、五氧化二铌、氢氧化钠、硝酸银及硼氢化钠。
4:五氧化二铌、氢氧化钠、硝酸银及硼氢化钠。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包含NBO纳米纤维的水热生长、二元PaNi/NBO的化学吸附法制备及三元Ag/PaNi/NBO的化学溶液法合成。PEC测试在光照条件下进行线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)及入射光子-电流转换效率(IPCE)测量。
5:数据分析方法:
通过XRD图谱匹配、SEM/TEM成像、紫外-可见吸收光谱分析,以及基于电流密度、电荷转移电阻和IPCE测量的PEC性能评估进行数据分析。
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UV-vis spectrophotometer
Lambda 1050
Perkin Elmer
Recording UV-vis spectra.
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Rigaku Ultima IV diffractometer
Ultima IV
Rigaku
Characterization of crystalline structural phase and properties of samples.