Co掺杂提高ZnIn2S4光催化剂可见光下的产氢性能

doi:10.3866/PKU.WHXB201210093

物理化学学报 >> 2013, Vol. 29 >> Issue (01): 151-156.doi: 10.3866/PKU.WHXB201210093

Co掺杂提高ZnIn₂S₄光催化剂可见光下的产氢性能

袁文辉¹, 刘晓晨¹, 李莉²

1 华南理工大学化学与化工学院, 广州 510640;
2 华南理工大学环境科学与工程学院, 广州 510640

收稿日期:2012-08-09 修回日期:2012-10-08 发布日期:2012-12-14
通讯作者: 袁文辉 E-mail:cewhyuan@scut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(20976057)资助项目

Improving Photocatalytic Performance for Hydrogen Generation over Co-Doped ZnIn₂S₄ under Visible Light

YUAN Wen-Hui¹, LIU Xiao-Chen¹, LI Li²

School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, P.R.China;
2 College of Environmental Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, P.R.China

Received:2012-08-09 Revised:2012-10-08 Published:2012-12-14
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20976057).

摘要/Abstract

摘要：

采用溶剂热法制备出Co掺杂的ZnIn₂S₄催化剂.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱等技术对其进行了表征. XRD 和XPS结果表明, Co成功地掺杂到ZnIn₂S₄晶格内. 随着Co掺杂量增加, 样品的吸收边发生红移, 同时ZnIn₂S₄的微球形态会遭到破坏. 光催化反应实验结果表明Co²⁺掺杂提高了ZnIn₂S₄光催化性能, 掺杂量为0.3%(w)时表现出最佳催化性能. 并对可能的催化机理进行了讨论.

关键词: 光催化剂, 掺杂, 可见光, 制氢, 分解水

Abstract:

A series of Co-doped ZnIn₂S₄ photocatalysts were prepared via a solvothermal synthesis method. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and UV-visible (UV-Vis) diffuse reflectance spectroscopy. The results indicated that the Co was successfully incorporated into the ZnIn₂S₄ lattice as confirmed by XRD and XPS. With increasing Co concentration, the absorption edge of the samples shifted to longer wavelength, while the morphology of ZnIn₂S₄ was gradually destroyed. Photocatalytic results demonstrated that Co²⁺ doping could greatly enhance the photocatalytic activity of ZnIn₂S₄. The optimal amount of Co doping for the ZnIn2S4 photocatalyst was 0.3%(w), which displayed the highest photocatalytic activity. The possible photocatalytic mechanism was discussed.

Key words: Photocatalyst, Doping, Visible light, Hydrogen generation, Water splitting

袁文辉, 刘晓晨, 李莉. Co掺杂提高ZnIn₂S₄光催化剂可见光下的产氢性能[J]. 物理化学学报, 2013, 29(01), 151-156. doi: 10.3866/PKU.WHXB201210093

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链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201210093

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2013/V29/I01/151

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Improving Photocatalytic Performance for Hydrogen Generation over Co-Doped ZnIn₂S₄ under Visible Light

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