钙钛矿相PbTiO_(3)-CdS微米片复合光催化剂的制备及其分解水产氢性能研究

为实现钙钛矿基半导体复合材料的高效光解水产氢,以钙钛矿相钛酸铅(PbTiO_(3),PTO)微米片为衬底,采用水热法制备钙钛矿相钛酸铅-硫化镉(PTO-CdS)微米片复合材料。探究水热温度和CdS负载量对复合材料的形貌及物相的影响;通过TEM、XPS及UV-Vis对复合材料的微结构、表面化学状态和光吸收特性进行表征;通过光解水产氢实验对复合材料的光催化活性进行测定和分析。结果表明:水热条件下,钙钛矿相PTO微米片对CdS的生长具有显著调控作用,与单独生长时尺寸约3μm的枝杈晶形貌不同,PTO-CdS微米片复合材料中的CdS为三角形纳米颗粒,尺寸约50 nm,均匀分散地生长在PTO微米片表面,且PTO与CdS之间界面清晰;水热温度和CdS负载量对复合材料的形貌和物相影响显著,水热温度为160℃、CdS负载量为6%时制备的PTO-CdS微米片复合材料尺寸均一,负载均匀,纯度和结晶度良好;PTO-CdS微米片复合材料在模拟太阳光下表现出光催化分解水产氢特性,其中PTO-CdS-6%的产氢速率达到141.45μmol/h/g,是PTO微米片产氢效率的17倍,是CdS枝杈晶产氢效率的53倍。该研究为高效钙钛矿基半导体复合光催化剂的设计提供了思路。

铁酸铋/钴镍层状双氢氧化物复合材料的制备及光催化活化过硫酸盐降解罗丹明B的性能

为获得可见光响应的高效过硫酸盐(Persulfate,PS)活化剂,以莫来石型铁酸铋(Bi_(2)Fe_(4)O_(9))微米棒为衬底,通过水热法在其表面负载氢氧化镍(Ni(OH)_(2)),随后将2-甲基咪唑钴(ZIF-67)沉积在Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/Ni(OH)2表面,并与Ni(OH)2发生原位刻蚀反应形成网状钴镍层状双氢氧化物(CoNi-LDH),制得Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/CoNi-LDH复合材料;通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis等方法对材料进行表征,考察了Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/CoNi-LDH材料在可见光下活化PS降解罗丹明B(Rh B)的性能,并通过自由基淬灭实验确定了主要活性物质。结果表明:2-甲基咪唑的添加量对复合材料的形貌和活化性能有显著影响,以0.50 mmol 2-甲基咪唑所制备的Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/CoNi-LDH复合材料(BCN-2)具有1.92 eV的窄带隙,在可见光(λ>420 nm)和2 mmol/L的PS作用下,60 min内可将20 mg/L的Rh B降解98.1%,并且在pH值为3~9的环境中均能保持96.5%以上的降解率。自由基淬灭实验证明主要活性物质为SO_(4)·^(-)和1O_(2)。该研究为制备过渡金属基复合材料过硫酸盐催化剂提供了新途径。

水系锌离子电池三维负极材料研究进展

锌离子电池因其资源丰富、成本低廉、环境友好等优点近年来逐渐得到发展。因此,ZIB受到了研究人员的极大关注,被认为是下一代便携式储能系统。但锌枝晶和一系列副反应导致锌枝晶整体性能差,制约了锌枝晶的发展。构建三维锌阳极是提高其电化学性能的有效途径。本文综述了不同结构的锌阳极,包括三维骨架单层网络、三维离子筛夹层、梯度电极设计和预制锌负极沉积界面。三维锌阳极具有较高的比表面积,较高的比表面积为锌离子提供了更多的成核位点,促使锌离子均匀沉积。并且由于电流密度降低,成核过电位也会降低;三维结构为锌离子的运输提供了通道,有利于锌离子通量的均匀,也可以限制锌的沉积行为,从而减少阳极的体积变化。希望能为锌阳极的发展指明方向。