研究目的
研究Ti3C2 MXene纳米粒子在构建金属氧化物/Ti3C2异质结构以增强光电化学水分解性能中的应用。
研究成果
TiO2/Ti3C2异质结构光阳极展现出显著增强的光电化学性能，其ABPE（应用偏置光子-电子转换效率）较原始TiO2提升6倍，这归因于电荷分离效率的提高以及Ti3C2作为析氧助催化剂的作用。该异质结构表现出良好的稳定性，显示出在太阳能转换应用中的潜力。
研究不足
该研究在工业化应用的规?；矫婵赡艽嬖诰窒蓿褂们夥幔℉F）可能引发潜在环境问题，且Ti?C?负载量及不同条件下的长期稳定性有待进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用简便的溶剂剥离法合成Ti3C2 MXene纳米颗粒，并通过滴涂法构建TiO2/Ti3C2异质结构作为光电化学水分解的光阳极。运用XRD、SEM、TEM、XPS、拉曼、ESR、UV-Vis、EIS和Mott-Schottky等理论模型与表征手段分析材料及其性能。
2：样品选择与数据来源：
以商用Ti3AlC2粉末为Ti3C2合成的起始原料，在FTO玻璃基底上通过水热法合成TiO2纳米棒阵列。数据采集自这些合成样品及对照实验。
3：实验设备与材料清单：
设备包括超声细胞破碎仪（Biosafer 650-92）、XRD（Rigaku RINT 2100）、SEM（JSM-7600F）、TEM（JEOL-2010）、XPS（ESCA-Lab220I-XL）、紫外-可见-近红外分光光度计（Cary 5000）、拉曼光谱仪（HORIBA LabRAM HR）、ESR谱仪（Bruker E500）和电化学工作站（Gamry Interface 1000）。材料包含Ti3AlC2粉末、氢氟酸、钛酸四丁酯、FTO玻璃、Na2SO4电解液、铂对电极和Ag/AgCl参比电极。
4：2）、XRD（Rigaku RINT 2100）、SEM（JSM-7600F）、TEM（JEOL-2010）、XPS（ESCA-Lab220I-XL）、紫外-可见-近红外分光光度计（Cary 5000）、拉曼光谱仪（HORIBA LabRAM HR）、ESR谱仪（Bruker E500）和电化学工作站（Gamry Interface 1000）。材料包含Ti3AlC2粉末、氢氟酸、钛酸四丁酯、FTO玻璃、Na2SO4电解液、铂对电极和Ag/AgCl参比电极。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过HF刻蚀Ti3AlC2后进行超声剥离制备Ti3C2。采用水热法在FTO上生长TiO2纳米棒。通过滴涂法将Ti3C2沉积于TiO2表面。在三电极体系中以氙灯为光源进行PEC测试，采用线性扫描伏安法、EIS和Mott-Schottky分析。
5：数据分析方法：
根据各表征技术的标准流程处理数据，包括XPS峰位解卷积、Kubelka-Munk函数计算带隙以及EIS阻抗拟合。虽未明确提及统计分析，但开展了对比研究。
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XRD
RINT 2100
Rigaku
Used for X-ray diffraction analysis to study phase structure.
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SEM
JSM-7600F
JEOL
Used for morphological characterization of samples.
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TEM
JEOL-2010
JEOL
Used for high-resolution transmission electron microscopy to study crystal structure.
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Raman spectrograph
LabRAM HR
HORIBA
Used for Raman spectroscopy with 532 nm laser excitation.
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ESR spectrometer
E500
Bruker
Used for electron spin resonance analysis.
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ultrasonic cell crusher
650-92
Biosafer
Used for ultrasonic exfoliation of Ti3C2 MXene nanoparticles.
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XPS
ESCA-Lab220I-XL
Used for X-ray photoelectron spectroscopy to study chemical states.
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UV-Vis-NIR spectrophotometer
Cary 5000
Used for diffuse reflectance and absorption spectra characterization.
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electrochemical workstation
Interface 1000
Gamry
Used for photoelectrochemical measurements including linear-sweep voltammetry, EIS, and Mott-Schottky analysis.
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Xe lamp
Used as a light source for PEC measurements with AM 1.5 filter.
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