物理化学学报 >> 2022, Vol. 38 >> Issue (12): 2201037.doi: 10.3866/PKU.WHXB202201037
所属专题: 纪念傅鹰先生诞辰120周年
收稿日期:
2022-01-23
录用日期:
2022-03-15
发布日期:
2022-03-22
通讯作者:
靳治良
E-mail:zl-jin@nun.edu.cn
基金资助:
Hongying Li, Haiming Gong, Zhiliang Jin()
Received:
2022-01-23
Accepted:
2022-03-15
Published:
2022-03-22
Contact:
Zhiliang Jin
E-mail:zl-jin@nun.edu.cn
About author:
Zhiliang Jin, Email: zl-jin@nun.edu.cn. Tel.: +86-13893316102Supported by:
摘要:
形貌控制和异质结构建是提升光催化剂性能的有效策略。本文采用In2O3修饰三维纳米花MoSx并构建S型异质结,为电子的传输提供了特殊的转移途径。通过合理调控In2O3的负载量,MoSx/In2O3的最佳产氢速率能够达到6704.2 μmol∙g−1∙h−1,是纯MoSx的1.8倍。采用荧光光谱和电化学测试证实复合材料中内部电子和空穴对的分离效率得到了有效的提升,并利用紫外漫反射测试和羟基自由基实验推测了析氢机理。
:
李红英, 龚海明, 靳治良. In2O3修饰三维纳米花MoSx构建S型异质结用于高效光催化产氢[J]. 物理化学学报, 2022, 38(12): 2201037.
Hongying Li, Haiming Gong, Zhiliang Jin. In2O3-Modified Three-Dimensional Nanoflower MoSx Form S-scheme Heterojunction for Efficient Hydrogen Production[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2022, 38(12): 2201037.
Table 2
Time-resolved fluorescence decay parameters of EY, MoSx, In2O3 and 10-MIO."
Samples | Lifetime < τ > (ns) | Pre-exponential factor A% | Average lifetime < τav > (ns) | X2 |
EY | τ1 = 0.14 | 100% | 0.14 | 1.32 |
MoSx | τ1 = 0.11 | 99.61% | 0.11 | 1.32 |
τ2 = 23.4 | 0.39% | |||
In2O3 | τ1 = 0.15 | 99.72% | 0.15 | 1.37 |
τ2 = 8.16 | 0.28% | |||
10-MIO | τ1 = 0.02 | 99.42% | 0.02 | 1.46 |
τ2 = 3.84 | 0.58% |
1 | Zhang P. ; Wang J. ; Li Y. ; Jiang L. ; Wang Z. ; Zhang G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2009102. |
张鹏; 王继全; 李源; 姜丽莎; 王壮壮; 张高科; 物理化学学报, 2021, 37, 2009102.
doi: 10.3866/PKU.WHXB202009102 |
|
2 |
Xue Y. ; Huang B. ; Yi Y. ; Guo Y. ; Zuo Z. ; Li Y. ; Jia Z. ; Liu H. ; Li Y. Nat. Commun. 2018, 9, 1460.
doi: 10.1038/s41467-018-03896-4 |
3 |
Hui L. ; Xue Y. ; Yu H. ; Liu Y. ; Fang Y. ; Xing C. ; Huang B. ; Li Y. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 10677.
doi: 10.1021/jacs.9b03004 |
4 | Jiang Z. ; Chen Q. ; Zheng Q. ; Shen R. ; Zhang P. ; Li X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2010059. |
姜志民; 陈晴; 郑巧清; 沈荣晨; 张鹏; 李鑫; 物理化学报, 2021, 37, 2010059.
doi: 10.3866/PKU.WHXB202010059 |
|
5 |
Hui L. ; Zhang X. ; Xue Y. ; Chen X. ; Fang Y. ; Xing C. ; Liu Y. ; Zheng X. ; Du Y. ; Zhang C. ; et al J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 1921.
doi: 10.1021/jacs.1c12310 |
6 |
Li Y. ; Yang T. ; Li H. ; Tong R. ; Peng S. ; Han X. J. Colloid Interface Sci. 2020, 578, 273.
doi: 10.1016/j.jcis.2020.05.124 |
7 |
Hu S. ; Shi J. ; Luo B. ; Ai C. ; Jing D. J. Colloid Interface Sci. 2022, 608, 2058.
doi: 10.1016/j.jcis.2021.10.136 |
8 |
Karunadasa H. I. ; Montalvo E. ; Sun Y. Science 2012, 335, 698.
doi: 10.1126/science.1215868 |
9 |
Wang L. ; Xu Z. ; Wang W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6693.
doi: 10.1021/ja501686w |
10 |
Zhou X. ; Zhao W. ; Pan J. ; Fang Y. ; Wang F. ; Huang F. Chem. Commun. 2018, 54, 12714.
doi: 10.1039/C8CC06714G |
11 |
Kozlova M. N. ; Enyashin A. N. ; Grayfer E. D. ; Kuznetsov V. A. ; Plyusnin P. E. ; Nebogatikova N. A. ; Zaikovskii V. I. ; Fedorov V. E. J. Mater. Chem. C 2017, 5, 6601.
doi: 10.1039/C7TC01320E |
12 |
Tiwari R. K. ; Yang J. ; Saeys M. ; Joachim C. Surf. Sci. 2008, 602, 2628.
doi: 10.1016/j.susc.2008.06.006 |
13 |
Yan Y. ; Xia B. ; Ge X. ; Liu Z. ; Wang J. ; Wang X. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 12794.
doi: 10.1021/am404843b |
14 |
Yin J. ; Cao H. Inorg. Chem. 2012, 51, 6529.
doi: 10.1021/ic300005c |
15 | Chen R. ; Li D. ; Fang Z. ; Huang Y. ; Luo B. ; Shi W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2020, 36, 1903047. |
陈锐杰; 李锑; 方振远; 黄元勇; 罗必富; 施伟东; 物理化学学报, 2020, 36, 1903047.
doi: 10.3866/PKU.WHXB201903047 |
|
16 |
Reyes-Gil K. R. ; Reyes-García E. A. ; Raftery D. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14579.
doi: 10.1021/jp072831y |
17 |
Ma D. ; Shi J. ; Zou Y. ; Fan Z. ; Shi J. ; Cheng L. ; Sun D. Nanoscale 2018, 10, 7860.
doi: 10.1039/C8NR00170G |
18 |
Low J. ; Yu J. ; Jaroniec M. ; Wageh S. ; Al-Ghamdi A. A. Adv. Mater. 2017, 29, 1601694.
doi: 10.1002/adma.201601694 |
19 | Huang Y. ; Mei F. ; Zhang J. ; Dai K. ; Dawson G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2022, 38, 2108028. |
黄悦; 梅飞飞; 张金峰; 代凯; DawsonG.; 物理化学学报, 2022, 38, 2108028.
doi: 10.3866/PKU.WHXB202108028 |
|
20 |
Gong H. ; Li Z. ; Chen Z. ; Liu Q. ; Song M. ; Huang C. ACS Appl. Nano Mater. 2020, 3, 3665.
doi: 10.1021/acsanm.0c00388 |
21 |
Gong H. ; Wang G. ; Li H. ; Jin Z. ; Guo Q. Int. J. Hydrog. Energy 2020, 45, 26733.
doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.07.059 |
22 |
Zhang M. ; Hu Q. ; Ma K. ; Ding Y. ; Li C. Nano Energy. 2020, 73, 104810.
doi: 10.1016/j.nanoen.2020.104810 |
23 |
Xu Q. ; Zhang L. ; Cheng B. ; Fan J. ; Yu J. Chem 2020, 6, 1543.
doi: 10.1016/j.chempr.2020.06.010 |
24 |
Wang R. ; Shen J. ; Zhang W. ; Liu Q. ; Zhang M. ; Zulfiqara ; Tang H. Ceram. Int. 2020, 46, 23.
doi: 10.1016/j.ceramint.2019.08.226 |
25 |
Hu T. ; Dai K. ; Zhang J. ; Zhu G. ; Liang C. Mater. Lett. 2019, 257, 126740.
doi: 10.1016/j.matlet.2019.126740 |
26 |
Liu X. ; Min S. ; Xue Y. ; Lei Y. ; Chen Y. ; Wang F. ; Zhang Z. Renew. Energy 2019, 138, 562.
doi: 10.1016/j.renene.2019.01.127 |
27 |
Sathish R. ; Ran D. ; Kang L. ; Mao N. ; Zhang J. Appl. Catal. B Environ. 2016, 194, 16.
doi: 10.1016/j.apcatb.2016.04.007 |
28 |
Yan X. ; Wang G. ; Zhang Y. ; Guo Q. ; Jin Z. Int. J. Hydrog. Energy 2020, 45, 2578.
doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.11.227 |
29 |
Peng Y. ; Bin W. ; Liu Z. Int. J. Hydrog. Energy 2018, 43, 23109.
doi: 10.1016/j.ijhydene.2018.10.215 |
30 |
Zhang Z. ; Huang L. ; Zhang J. ; Wang F. ; Xie Y. ; Shang X. ; Gu Y. ; Zhao H. ; Wang X. Appl. Catal. B Environ. 2018, 233, 112.
doi: 10.1016/j.apcatb.2018.04.006 |
31 |
Massey A.T. ; Gusain R. ; Kumari S. ; Khatri O. P. Ind. Eng. Chem. Res. 2016, 55, 7124.
doi: 10.1021/acs.iecr.6b01115 |
32 |
Rai P. ; Wook Yoon J. ; Hoon-Kwak C. ; Lee-Heun J. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 264.
doi: 10.1039/C5TA08873A |
33 |
Sun L. ; Zhuang Y. ; Yuan Y. ; Zhan W. ; Wang X. ; Han X. ; Zhao Y. Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1902839.
doi: 10.1002/aenm.201902839 |
34 |
Wang F. ; He X. ; Sun L. ; Chen J. ; Wang X. ; Xu J. ; Han X. J. Mater. Chem. A 2018, 6, 2091.
doi: 10.1039/C7TA09166D |
35 |
Yan T. ; Zhang X. ; Liu H. ; Jin Z. J. Struct. Chem. 2022, 41, 2201047.
doi: 10.14102/j.cnki.0254-5861.2021-0057 |
36 |
Li Y. ; Wang G. ; Wang Y. ; Jin Z. Catal. Sci. Technol. 2020, 10, 2931.
doi: 10.1039/D0CY00087F |
37 |
Zhang L. ; Hao X. ; Li Y. ; Jin Z. Appl. Surf. Sci. 2020, 499, 143862.
doi: 10.1016/j.apsusc.2019.143862 |
38 |
Zhang L. ; Wang G. ; Hao X. ; Jin Z. ; Wang Y. Chem. Eng. J. 2020, 395, 125113.
doi: 10.1016/j.cej.2020.125113 |
39 |
Jin Z. ; Li H. ; Gong H. ; Yang K. ; Guo Q. Catal. Sci. Technol. 2021, 11, 4749.
doi: 10.1039/D1CY00683E |
40 |
Li J. ; Luo B. ; Zheng X. ; Jing D. ; Ma L. Catal. Sci. Technol. 2021, 11, 7624.
doi: 10.1039/D1CY01677F |
41 |
Quarto F. ; Sunseri C. ; Piazza S. ; Romano M. C. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2519.
doi: 10.1021/jp970046n |
42 |
Li M. ; Li J. ; Jin Z. Dalton Trans. 2020, 49, 5143.
doi: 10.1039/D0DT00271B |
43 |
Li Y. ; Jin Z. ; Zhang L. ; Fan K. Chin. J. Catal. 2019, 40, 390.
doi: 10.1016/S1872-2067(18)63173-0 |
44 |
Maiti R. ; Mukherjee S. ; Haldar S. ; Bhowmick D. ; Ray S. K. Carbon 2016, 104, 226.
doi: 10.1016/j.carbon.2016.04.004 |
45 |
Ke L. ; Li P. ; Wu X. ; Jiang S. ; Luo M. ; Liu Y. ; Le Z. ; Sun C. ; Song S. Appl. Catal. B: Environ. 2017, 205, 319.
doi: 10.1016/j.apcatb.2016.12.043 |
46 |
Hao X. ; Cui Z. ; Zhou J. ; Wang Y. ; Hu Y. ; Wang Y. ; Zou Z. Nano Energy 2018, 52, 105.
doi: 10.1016/j.nanoen.2018.07.043 |
47 |
Hu Y. ; Hao X. ; Cui Z. ; Zhou J. ; Chu S. ; Wang Y. ; Zou Z. Appl. Catal. B: Environ. 2020, 260, 118131.
doi: 10.1016/j.apcatb.2019.118131 |
48 |
Zhao S. ; Xu J. ; Mao M. ; Li L. ; Li X. Appl. Surf. Sci. 2020, 528, 147016.
doi: 10.1016/j.apsusc.2020.147016 |
49 |
Gong H. ; Zhang X. ; Wang G. ; Liu Y. ; Li Y. ; Jin Z. Mol. Catal. 2020, 485, 110832.
doi: 10.1016/j.mcat.2020.110832 |
50 |
Xia P. ; Cao S. ; Zhu B. ; Liu M. ; Shi M. ; Yu J. ; Zhang Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 5218.
doi: 10.1002/anie.201916012 |
51 |
Li H. ; Hao X. ; Gong H. ; Jin Z. ; Zhao T. J. Colloid Interface Sci. 2021, 586, 84.
doi: 10.1016/j.jcis.2020.10.072 |
52 |
Li H. ; Gong H. ; Jin Z. Appl. Catal. B: Environ. 2022, 307, 121166.
doi: 10.1016/j.apcatb.2022.121166 |
53 |
Wang J. ; Wang G. ; Cheng B. ; Yu J. ; Fan J. Chin. J. Catal. 2021, 42, 56.
doi: 10.1016/S1872-2067(20)63634-8 |
[1] | 徐斯然, 吴奇, 卢帮安, 唐堂, 张佳楠, 胡劲松. “绿氢”工业化碱性催化剂研究现状及未来展望[J]. 物理化学学报, 2023, 39(2): 2209001 -0 . |
[2] | 黄悦, 梅飞飞, 张金锋, 代凯, Graham Dawson. 一维/二维W18O49/多孔g-C3N4梯形异质结构建及其光催化析氢性能研究[J]. 物理化学学报, 2022, 38(7): 2108028 - . |
[3] | 雷卓楠, 马心怡, 胡晓云, 樊君, 刘恩周. Ni2P-NiS双助剂促进g-C3N4光催化产氢动力学[J]. 物理化学学报, 2022, 38(7): 2110049 - . |
[4] | 朱弼辰, 洪小洋, 唐丽永, 刘芹芹, 唐华. 二维/一维BiOBr0.5Cl0.5/WO3 S型异质结助力光催化CO2还原[J]. 物理化学学报, 2022, 38(7): 2111008 - . |
[5] | 熊壮, 侯乙东, 员汝胜, 丁正新, 王伟俊, 汪思波. 空心NiCo2S4纳米球助催化剂担载ZnIn2S4纳米片用于可见光催化制氢[J]. 物理化学学报, 2022, 38(7): 2111021 - . |
[6] | 韩高伟, 徐飞燕, 程蓓, 李佑稷, 余家国, 张留洋. 反蛋白石结构ZnO@PDA用于增强光催化产H2O2性能[J]. 物理化学学报, 2022, 38(7): 2112037 - . |
[7] | 周亮, 李云锋, 张永康, 秋列维, 邢艳. 具有高效界面电荷转移的0D/2D Bi4V2O11/g-C3N4梯形异质结的设计合成及抗生素降解性能研究[J]. 物理化学学报, 2022, 38(7): 2112027 - . |
[8] | 王文亮, 张灏纯, 陈义钢, 史海峰. 具有光催化与光芬顿反应协同作用的2D/2D α-Fe2O3/g-C3N4 S型异质结用于高效降解四环素[J]. 物理化学学报, 2022, 38(7): 2201008 - . |
[9] | 刘珊池, 王凯, 杨梦雪, 靳治良. Mn0.2Cd0.8S@CoAl LDH S-型异质结构建及其光催化析氢性能研究[J]. 物理化学学报, 2022, 38(7): 2109023 - . |
[10] | 沈荣晨, 郝磊, 陈晴, 郑巧清, 张鹏, 李鑫. 高分散Co0.2Ni1.6Fe0.2P助催化剂改性P掺杂g-C3N4纳米片高效光催化析氢的研究[J]. 物理化学学报, 2022, 38(7): 2110014 - . |
[11] | 邹菁云, 高冰, 张小品, 唐磊, 冯思敏, 金赫华, 刘碧录, 成会明. 一维碳纳米管/二维二硫化钼混合维度异质结的原位制备及其电荷转移性能[J]. 物理化学学报, 2022, 38(5): 2008037 - . |
[12] | 赵娜, 彭静, 王建平, 翟茂林. 羧酸根功能化的PVP-CdS同质结及其高效的光催化析氢性能[J]. 物理化学学报, 2022, 38(4): 2004046 - . |
[13] | 何科林, 沈荣晨, 郝磊, 李佑稷, 张鹏, 江吉周, 李鑫. 纳米SiC基光催化剂研究进展[J]. 物理化学学报, 2022, 38(11): 2201021 - . |
[14] | 李孟婷, 郑星群, 李莉, 魏子栋. 碱性介质中氢氧化和析氢反应机理研究现状[J]. 物理化学学报, 2021, 37(9): 2007054 - . |
[15] | 郑倩, 曹玥晗, 黄南建, 张瑞阳, 周莹. BN诱导BiOI富氧{110}面的暴露并增强其可见光催化氧化性能[J]. 物理化学学报, 2021, 37(8): 2009063 - . |
|