
物理化学学报 >> 2021, Vol. 37 >> Issue (6): 2008030.doi: 10.3866/PKU.WHXB202008030
所属专题: 先进光催化剂设计与制备
收稿日期:2020-08-13
录用日期:2020-09-07
发布日期:2020-09-11
通讯作者:
郝旭强,靳治良
E-mail:haoxuqiang@126.com;zl-jin@nun.edu.cn
基金资助:
Yang Liu1, Xuqiang Hao1,*(
), Haiqiang Hu2, Zhiliang Jin1,*(
)
Received:2020-08-13
Accepted:2020-09-07
Published:2020-09-11
Contact:
Xuqiang Hao,Zhiliang Jin
E-mail:haoxuqiang@126.com;zl-jin@nun.edu.cn
About author:Zhiliang Jin, Email: zl-jin@nun.edu.cn; Tel.: +86-13893316102 (Z.J.)Supported by:摘要:
S型异质结的提出是光催化领域发展的一个重要新理论。本研究通过典型的溶剂热法制备了NiS2和MoSe2,并通过原位生长的方法将二者复合,构建了S型异质结。所得的复合材料在光催化析氢中显示了优异的性能,产氢速率达7 mmol·h-1·g-1,是纯NiS2和MoSe2的2.05倍和2.44倍。进一步研究证实,NiS2和MoSe2耦合可以增强对光吸收强度。与纯NiS2和MoSe2相比,NiS2/MoSe2更高的光电流密度和更低的阴极电流及更低的电化学阻抗均证明了NiS2/MoSe2复合物可以有效促进光生电子的转移。同时,更低的荧光强度表明了NiS2/MoSe2复合物对电子-空穴再次复合的有效抑制,这为光催化析氢反应提供了有利的条件。另一方面,通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜发现,MoSe2作为一种无定型样品包围NiS2纳米微球,这大大增加了两者之间的接触面积, 从而增加了反应的活性位点。其次,在该光反应体系中,曙红(EY)作为一种光敏剂,有效地增强了催化剂对光的吸收。同时,在敏化过程中,曙红提供了电子给催化剂,这有效提高了光催化反应效率。S型异质结的建立有助于提高反应体系的氧化还原能力,是光催化还原水产氢反应析氢效果提高的主要原因。通过模特肖特基和光子能量曲线确定NiS2和MoSe2的导带、价带位置,进一步证明了S型异质结的建立。这项工作为研究S型异质结有效提高光催化制氢效率提供了新的参考。
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Table 2
Kinetic analysis of emission decay for as-prepared samples."
| Samples | τ1 (ns) | τ2 (ns) | Average lifetime < τav > (ns) | x2 |
| EY | 0.40 (90.61%) | 7.14 (9.39%) | 0.44 | 1.40 |
| NiS2 | 0.32 (93.54%) | 6.53 (6.46%) | 0.34 | 1.39 |
| MoSe2 | 0.36 (91.67%) | 7.27 (8.33%) | 0.39 | 1.36 |
| NiS2/MoSe2-40 | 0.12 (98.46%) | 2.63 (1.54%) | 0.12 | 1.59 |
Fig 8
(A) Time dependent photocatalytic H2 production and (B) average hydrogen production rates of EY sensitized pure NiS2, bare MoSe2 and NiS2/MoSe2-x (x = 5, 10, 20, 40, 60); (C) effect of the pH value on the hydrogen production of the NiS2/MoSe2-40 photocatalyst; (D) stability test for H2 evolution over the NiS2/MoSe2-40 photocatalyst in cycle runsunder visible light irradiation (λ ≥ 420 nm)."
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