研究目的
研究石墨相氮化碳(g-CN)薄膜作为光阳极用于光电化学(PEC)水氧化,并探究镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH)层对其性能的影响,旨在提高PEC水氧化效率。
研究成果
优化NiCo-LDH负载量(10 mC)的g-CN/NiCo-LDH复合材料显著提升了光电化学水氧化性能,其光电流密度达到11.8 μA cm-2,是裸露g-CN的2.8倍。这一提升归因于NiCo-LDH促进了反应动力学和电荷分离。该研究展示了将g-CN薄膜用作光阳极的有效策略,并为推进整体水分解提供了新思路。
研究不足
该论文未明确讨论局限性,但潜在问题包括g-C?N?结晶度较弱导致XRD峰难以区分、过量NiCo-LDH负载可能阻碍电荷传输,以及沉积参数需优化以实现更广泛应用。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过溶剂热法和煅烧合成g-CN薄膜,随后采用阴极电化学沉积法负载NiCo-LDH作为PEC水氧化助催化剂。
2:样品选择与数据来源:
以FTO基底进行薄膜合成;样品包括裸g-CN及不同LDH负载量(5、10、15、30 mC)的g-CN/LDH复合材料。
3:30 mC)的g-CN/LDH复合材料。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含溶剂热合成的高压釜、用于沉积和PEC测试的电化学工作站(CHI660A)、XRD衍射仪(布鲁克D8 Advance)、XPS光谱仪(ESCALab220i-XL)、扫描电镜(日立FE-SEM S4800)、紫外-可见分光光度计(岛津UV-3600)及EIS分析仪(Zahner IM6)。材料包括三聚氰氯、三聚氰胺、乙腈、Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Na2SO4电解液及FTO基底。
4:0)、紫外-可见分光光度计(岛津UV-3600)及EIS分析仪(Zahner IM6)。材料包括三聚氰氯、三聚氰胺、乙腈、Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Na2SO4电解液及FTO基底。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:g-CN薄膜通过将前驱体分散于乙腈中,经180°C溶剂热处理24小时、冲洗后,在N2氛围下520°C煅烧制得。NiCo-LDH在-1 V(vs. SCE)电位下按设定电量电化学沉积。PEC测试包括氙灯配合420 nm滤光片下的LSV、i-t曲线及EIS测量。
5:数据分析方法:
通过光电流密度和EIS奈奎斯特图评估电荷转移电阻;结合XRD、XPS、SEM、EDX及UV-vis表征数据验证材料特性与组成。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
X-ray diffractometer
D8 advance
Bruker
To examine the phase of the as-prepared films through XRD patterns.
-
Scanning electron microscope
FE-SEM S4800
Hitachi
To characterize morphology evolution and obtain elemental mapping and EDX spectra.
-
UV-vis spectrophotometer
UV-3600
Shimadzu
To detect optical properties via UV-vis diffuse reflectance spectra.
-
X-ray photoelectron spectrometer
ESCALab220i-XL
To verify the surface elemental chemical states via XPS.
-
Electrochemical workstation
CHI660A
To perform linear sweep voltammograms and amperometric i-t curves for PEC measurements.
-
Xenon lamp
200 W
Newport
Used as light resource for PEC measurements, equipped with a 420 nm cut off filter.
-
EIS analyzer
IM6
Zahner
To conduct electrochemical impedance spectra.
-
Autoclave
50 mL Teflon-lined
Used for solvothermal synthesis of g-CN films.
-
登录查看剩余6件设备及参数对照表
查看全部