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Zn0.5Cd0.5S/Ni2P异质结构催化水分解实现高效可见光辅助光催化制氢

DOI：10.1016/j.ijhydene.2018.10.145 期刊：International Journal of Hydrogen Energy 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 开发能够促进光生载流子空间分离的异质结构光催化剂对提高光催化制氢效率至关重要。为此，本研究报道了不同Ni2P含量（0.5 wt%（S1）、1 wt%（S2）、3 wt%（S3）、5 wt%（S4）和10 wt%（S5））的Zn0.5Cd0.5S/Ni2P异质结光催化剂的合成，用于高效可见光辅助水分解制氢。通过PXRD、FE-SEM、EDS、HR-TEM和XPS等手段对异质结构进行了全面表征。FE-SEM和HR-TEM分析显示，样品由较小纳米晶组成的Zn0.5Cd0.5S微球构成，其表面覆盖Ni2P纳米片，且Zn0.5Cd0.5S与Ni2P紧密接触?？杉夤獯呋芯勘砻?，Zn0.5Cd0.5S/1wt%Ni2P（S2）异质结构具有优异的水分解活性，在450 nm处表现出极高的产氢速率（21.19 mmol h?1 g?1）和表观量子产率（21.16%），对应转化数（TON）和转化频率（TOF）分别为251,516和62,879 h?1。值得注意的是，S2的产氢活性约为纯Zn0.5Cd0.5S（5.0 mmol h?1 g?1）的4倍，是CdS/1wt%Ni2P的240倍。S2增强的产氢活性归因于光生载流子的有效空间分离及Zn0.5Cd0.5S微球表面高活性Ni2P位点的存在。我们提出了Zn0.5Cd0.5S/1wt%Ni2P（S2）光催化产氢活性增强的可能机制，并通过光致发光和光电流测试进一步验证。此外，催化剂S2可循环使用多次而催化活性和光稳定性无明显损失。值得注意的是，S2的产氢活性甚至高于已报道的贵金属助催化剂掺杂ZnxCd1-xS体系。因此，本研究凸显了基于非贵金属助催化剂的Zn0.5Cd0.5S/Ni2P异质结构在高效可见光驱动水分解制氢中的重要意义。
作者： Suman Dhingra，C.M. Nagaraja
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究某种特定草药对特定疾病的治疗效果。

研究成果

该研究强调了基于非贵金属助催化剂的Zn0.5Cd0.5S/Ni2P异质结构在高效可见光驱动水分解制氢中的重要性。其中Zn0.5Cd0.5S/1wt%Ni2P（S2）异质结构展现出卓越的水分解活性，具有极高的产氢速率和表观量子产率，这归因于光生载流子的有效空间分离以及高活性Ni2P位点的存在。

研究不足

论文中未明确提及实验的技术和应用限制，以及潜在的优化领域。

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