將Pt納米顆粒錨定在SiC納米硅碳棒
通過簡(jiǎn)單的化學(xué)還原輔助水熱法制備了新型的SiC/Pt/CdSZ異質(zhì)結(jié)納米硅碳棒,將Pt納米顆粒錨定在SiC納米硅碳棒與CdS納米顆粒的界面上,誘導(dǎo)了電子空穴的產(chǎn)生。對(duì)沿著Z形遷移路徑轉(zhuǎn)移。進(jìn)行了一系列表征,以分析催化體系的結(jié)構(gòu),形態(tài)和性能。X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)結(jié)果表明,已經(jīng)成功地合成了具有良好晶體結(jié)構(gòu)的光催化劑。通過透射電子顯微鏡證明,Pt納米顆粒在SiC納米顆粒硅碳棒和CdS納米顆粒之間的界面處生長。UV-Vis漫反射光譜表明,所制備的Z型異質(zhì)結(jié)樣品比原始CdS材料具有更寬的光吸收范圍。光致發(fā)光光譜和瞬時(shí)光電流響應(yīng)進(jìn)一步證明,摩爾比最佳的SiC/Pt/CdS納米硅碳棒樣品具有最高的電子-空穴對(duì)分離效率。通過控制SiC與CdS的摩爾比,可以有效地調(diào)節(jié)SiC/Pt納米硅碳棒表面上CdS的負(fù)載量,從而使SiC/Pt/CdS納米硅碳棒光催化劑達(dá)到最佳性能。
當(dāng)SiC:CdS=5:1摩爾比時(shí),可以獲得最佳的制氫性能,最大的析氫速率達(dá)到122.3molh。另外,從掃描電子顯微鏡,XRD和XPS分析可以看出,經(jīng)過三個(gè)循環(huán)的測(cè)試,SiC/Pt/CdS光催化劑的形貌和晶體結(jié)構(gòu)基本保持很小,表明SiC/Pt/CdS納米復(fù)合材料可見光在產(chǎn)生氫時(shí)具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。通過選擇性光沉積技術(shù),在光反應(yīng)中同時(shí)進(jìn)行A-九大米顆粒的光還原沉積和Mna0a納米顆粒的光氧化沉積,以證明電子-空穴對(duì)的Z型轉(zhuǎn)移機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CdS導(dǎo)帶上的電子主要參與光催化過程中的還原反應(yīng),SiC價(jià)帶上的空穴更容易發(fā)生氧化反應(yīng)。其中,SiC導(dǎo)帶上的電子將與CdS價(jià)帶上的空隙相互作用??字匦陆M合以形成Z型傳輸路徑。因此,提出了在光催化制氫過程中SiC/Pt/CdS納米硅碳棒催化體系可能的Z型電荷轉(zhuǎn)移路徑,以解釋制氫活性的增加。該研究為基于SiC納米硅碳棒的Z型光催化體系的合成提供了新的策略。基于以上分析,SiC/Pt/CdS納米復(fù)合材料具有效率高,成本低,制備容易,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的商業(yè)應(yīng)用前景。
- 上一篇:硅碳棒連接和端口連接 2020-12-26
- 下一篇:各種分布擾動(dòng)情形下硅碳棒隨機(jī)優(yōu)化 2020-12-28