研究目的
构建双缺陷介导的Z型光催化剂以增强光催化产氢性能。
研究成果
双缺陷异质结,特别是DDR-7C3T,由于带隙变窄、界面紧密以及Z型电荷分离机制,展现出优异的光催化产氢速率、稳定性和可循环性。该方法可推广至其他氧化物体系,在更广泛的光催化应用中具有前景。
研究不足
该研究在工业应用的可扩展性、缺陷浓度的潜在差异性以及合成条件的进一步优化方面可能存在局限。对于某些现象(如复合材料中还原态TiO2峰消失)背后的机理尚未完全阐明。
1:实验设计与方法选择:
采用双缺陷策略,通过在氩气氛围下用NaBH4热处理将富缺陷g-C3N4纳米片(DR-CNNS)与富缺陷TiO2纳米颗粒(DR-TiO2)耦合,制备直接Z型体系。该方法旨在构建紧密界面和双重缺陷以增强电荷分离与光吸收。
2:样品选择与数据来源:
样品包括原始TiO2(P25)、尿素制备的CNNS以及CNNS/TiO2质量比9:1至5:5的多种复合物。缺陷样品通过NaBH4还原法合成。
3:5)、尿素制备的CNNS以及CNNS/TiO2质量比
3. 实验设备与材料清单:设备包含管式炉、玛瑙研钵、石英舟、X射线衍射仪(MiniFlex 600,理学)、FTIR光谱仪(赛默飞尼高力)、透射电镜(JEOL-TEM 2010 F)、扫描电镜(JSM-7500)、XPS(赛默飞ESCALAB 250Xi)、紫外可见分光光度计(岛津UV-2550)、电子自旋共振谱仪(JEOL JES-FA-200)、光致发光光谱仪(爱丁堡FLS980)、电化学系统(CHI660E)、氙灯(PLS-SXE,普林塞斯中国)及气相色谱仪(GC-7900)。材料包括尿素、TiO2(P25)、NaBH4、三乙醇胺(TEOA)、H2PtCl6、DMPO等指定试剂。
4:实验设备与材料清单:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程涉及研磨CNNS、TiO2与NaBH4混合物,在300°C氩气中加热50分钟,经洗涤后表征。光催化测试使用10 mg催化剂于TEOA溶液中,在氙灯照射下进行,氢气产量通过气相色谱测定。
5:0)、XPS(赛默飞ESCALAB 250Xi)、紫外可见分光光度计(岛津UV-2550)、电子自旋共振谱仪(JEOL JES-FA-200)、光致发光光谱仪(爱丁堡FLS980)、电化学系统(CHI660E)、氙灯(PLS-SXE,普林塞斯中国)及气相色谱仪(GC-7900)。材料包括尿素、TiO2(P25)、NaBH三乙醇胺(TEOA)、H2PtClDMPO等指定试剂。 实验流程与操作步骤:
5. 数据分析方法:采用XRD分析结晶度,FTIR检测官能团,TEM/SEM观察形貌,XPS确定化学状态,紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)研究光学性质,ESR分析缺陷,PL/TRPL探究电荷动力学,电化学测量评估光电流与阻抗,并对氢气产率进行统计分析。
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