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ZnIn_(2)S_(4)修饰TiO_(2)的分级S型异质结用于促进光催化析氢
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作者 张宝龙 刘方璇 +2 位作者 孙彬 高婷婷 周国伟 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第4期334-345,共12页
利用半导体光催化裂解水制氢被认为是解决日益严重的环境污染和能源短缺问题的有效途径之一,然而半导体光吸收范围窄、光生载流子复合率高以及光催化剂氧化还原能力差等问题限制了该技术的发展.为克服这些难题,构建能带结构匹配的S型异... 利用半导体光催化裂解水制氢被认为是解决日益严重的环境污染和能源短缺问题的有效途径之一,然而半导体光吸收范围窄、光生载流子复合率高以及光催化剂氧化还原能力差等问题限制了该技术的发展.为克服这些难题,构建能带结构匹配的S型异质结成为提高光催化活性的有效策略.该结构能实现光生载流子的空间分离和转移,有效地抑制其复合,同时保留了光催化体系的强氧化还原能力.本文利用原位化学浴沉积法成功地将ZnIn_(2)S_(4)纳米片修饰在花状TiO_(2)微球表面,制备了具有独特分级结构的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结光催化材料,并研究了其光催化析氢活性.Zeta电位结果表明,TiO_(2)带有正电荷,可以率先吸附溶液中的S2-并与后续加入的In3+和Zn2+原位反应生成ZnIn_(2)S_(4),进而构建稳定的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂.X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜等结果证实了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂的成功制备.紫外-可见漫反射结果表明,ZnIn_(2)S_(4)的引入明显增强了TiO_(2)的光吸收能力.结合莫特-肖特基曲线、X射线光电子能价带谱和紫外光电子能谱等表征结果,确定了TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的能带结构及费米能级位置.光电流密度、电化学阻抗、表面光电压、荧光光谱和时间分辨荧光光谱等测试结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有较好的光生载流子分离和转移效率以及更长的光生载流子寿命.线性扫描伏安和接触角测试证明了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的过电势和良好的亲水性,更有利于析氢反应发生.通过阿伦尼乌斯方程对反应温度和析氢速率之间的关系进行拟合,结果发现,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的析氢反应表观活化能,从而更有利于光催化析氢反应发生.非原位和原位X射线光电子能谱以及电子自旋共振光谱等结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结遵循S型电子转移机理.在模拟太阳光照射下,最佳配比的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结的光催化析氢速率达6.85 mmol g^(-1) h^(-1),分别约为纯TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的171.2倍和3.9倍.此外,经六次循环后催化材料仍保持良好的光催化析氢活性,表明具有紧密界面接触的分级结构异质结可以有效地抑制ZnIn_(2)S_(4)的光腐蚀,且保持良好的结构稳定性.综上,本文构建了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结,有效促进了光生载流子的空间分离和转移,同时保留了其强氧化还原能力,从而提高光催化析氢活性.本研究为设计和合成高效的异质结光催化剂提供了参考. 展开更多
关键词 TiO_(2) 分级结构 znin_(2)s_(4) s型异质结 光催化 析氢
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ZnIn_(2)S_(4)基光催化剂的制备及改性研究进展
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作者 李冠琼 梁海欧 +1 位作者 李春萍 白杰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期7-12,共6页
近年来,硫锌铟(ZnIn_(2)S_(4))作为层状结构的三元金属硫化物,是一种典型的可见光响应光催化剂,由于其无毒,易于合成,具有可调的带隙、较好的物理化学稳定性以及优异的光催化活性等一系列优势,一度被应用于光催化的不同领域。本文着眼于... 近年来,硫锌铟(ZnIn_(2)S_(4))作为层状结构的三元金属硫化物,是一种典型的可见光响应光催化剂,由于其无毒,易于合成,具有可调的带隙、较好的物理化学稳定性以及优异的光催化活性等一系列优势,一度被应用于光催化的不同领域。本文着眼于ZnIn_(2)S_(4)的晶体结构和生长机理,综述了ZnIn_(2)S_(4)常用的制备工艺。此外,基于ZnIn_(2)S_(4)存在的弊端,总结了提高ZnIn_(2)S_(4)光催化性能的各种调控策略,包括形貌和结构工程、空位工程、掺杂工程以及半导体异质结的构建,并深入分析了不同调控方式对ZnIn_(2)S_(4)光催化性能增强的内在原因。最后,提出ZnIn_(2)S_(4)基光催化剂目前面临的挑战和未来的应用前景。 展开更多
关键词 znin_(2)s_(4) 制备工艺 改性策略 光催化
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金属-有机骨架衍生的Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)异质结用于光催化产氢及其电荷转移途径的确定
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作者 赖可溱 李丰彦 +2 位作者 李宁 高旸钦 戈磊 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第1期42-43,共2页
氢气是缓解环境污染和能源短缺的零污染绿色能源,利用太阳能诱导半导体裂解水制氢是最环保的方法之一。本文以MOFs衍生的Ni-CNT(Ni修饰的碳纳米管)作为非贵金属助催化剂,通过简单的油浴法原位生长ZnIn_(2)S_(4)纳米片合成了Ni-CNT/ZnIn_... 氢气是缓解环境污染和能源短缺的零污染绿色能源,利用太阳能诱导半导体裂解水制氢是最环保的方法之一。本文以MOFs衍生的Ni-CNT(Ni修饰的碳纳米管)作为非贵金属助催化剂,通过简单的油浴法原位生长ZnIn_(2)S_(4)纳米片合成了Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)。在Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)中,Ni纳米颗粒包裹在CNT的顶部和横截面上,有效地阻止了Ni纳米颗粒的团聚。Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)异质结构具有紧密的接触界面,有利于电荷转移,可作为高效的析氢光催化剂。38Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)样品具有最佳的产氢性能(12267μmol·h^(−1)·g^(−1)),约为纯ZnIn_(2)S_(4)的6.4倍,且在420 nm单色光下其表观量子效率达到11.3%。X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)结果证实了Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)异质结构的存在。电化学测试表明,Ni-CNT与ZnIn_(2)S_(4)的结合促进了光生电荷的转移,有效地阻止了光生载流子的快速复合,从而增强了ZnIn_(2)S_(4)的析氢性能。电子自旋共振(ESR)结果进一步证明了Ni-CNT助催化剂的存在延长了ZnIn_(2)S_(4)光生电荷的寿命,促进了光生电荷和空穴的分离效率。通过密度泛函理论计算探索并确定了异质结界面中的电荷转移途径。Ni、CNT和ZnIn_(2)S_(4)费米能级的差异导致界面处电荷发生迁移从而形成内嵌电场,ZnIn_(2)S_(4)的能带向下弯曲,促进光生电子从ZnIn_(2)S_(4)流向NiCNT电子受体。平面平均电子密度差结果证实了热电子从Ni转移至CNT再转移至ZnIn_(2)S_(4),表明光生电子转移途径为ZnIn_(2)S_(4)→CNT→Ni。此外,吸附H*吉布斯自由能(ΔGH*)和晶体轨道哈密顿布居(COHP)结果表明Ni纳米颗粒可作为析氢反应的活性位点,促进了产氢效率。本工作将为开发低成本、高效的非贵金属光催化制氢催化剂提供新的策略。 展开更多
关键词 Ni-CNT 光催化 析氢 znin_(2)s_(4) 催化
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绣球花状ZnIn_(2)S_(4)/CoWO_(4)S型异质结的构建及可见光催化产氢性能
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作者 赵玉彤 王仕凯 +5 位作者 赵福萍 陈志合 赵丽杰 张大凤 葛博 蒲锡鹏 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期81-91,共11页
通过合理设计异质结结构来加速光催化产氢反应在高效光催化材料的开发中发挥着不可或缺的作用.ZnIn_(2)S_(4)(ZIS)由于其优异的光电性能和较负的导带位置,在光催化产氢领域受到了广泛关注,但其仍存在严重的光生载流子复合和团聚问题.为... 通过合理设计异质结结构来加速光催化产氢反应在高效光催化材料的开发中发挥着不可或缺的作用.ZnIn_(2)S_(4)(ZIS)由于其优异的光电性能和较负的导带位置,在光催化产氢领域受到了广泛关注,但其仍存在严重的光生载流子复合和团聚问题.为此,首先通过理论计算预测了ZnIn_(2)S_(4)/CoWO_(4)(ZIS/CWO)S型异质结的能带结构及电子转移路径,并通过电子局域函数和电荷密度差分确定了异质结界面处的电子交换.随后,采用超声-搅拌-煅烧法将CWO纳米颗粒分散并负载到ZIS花球表面,获得了绣球花状ZIS/CWOS型异质结光催化剂.由于ZIS与CWO之间紧密的界面以及形成的内部电场,致使ZIS/CWOS型异质结的光生电子-空穴对得到了有效分离,进而提高了光催化产氢效率.同时,实验结果确定了S型异质结的形成和载流子的传输路径,揭示了光催化反应机理. 展开更多
关键词 光催化产氢 s型异质结 znin_(2)s_(4) CoWO_(4) 理论计算
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Pd-ZnIn_(2)S_(4)负载型催化剂光催化降解水中阿特拉津
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作者 高宁 唐西梅 +1 位作者 刘梦娇 卜龙利 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期67-71,共5页
光催化降解水体中痕量除草剂阿特拉津(ATZ)可有效消除其对水生态环境及人体健康的潜在危害。以鹅卵石为载体,采用简便的胶粘法制备Pd-ZnIn_(2)S_(4)负载型催化剂,氙灯光源下开展光催化降解水中ATZ试验,同时对催化剂形貌特征和光学特性... 光催化降解水体中痕量除草剂阿特拉津(ATZ)可有效消除其对水生态环境及人体健康的潜在危害。以鹅卵石为载体,采用简便的胶粘法制备Pd-ZnIn_(2)S_(4)负载型催化剂,氙灯光源下开展光催化降解水中ATZ试验,同时对催化剂形貌特征和光学特性进行了表征。结果发现,鹅卵石负载型催化剂禁带宽度变小、比表面积增大,光催化降解水中ATZ活性良好;鹅卵石负载型催化剂选用环氧树脂为最佳粘结剂,0.1wt%Pd-ZnIn_(2)S_(4)粉末最佳黏附量为100 mg;薄涂方式制备的鹅卵石负载型催化剂对初始浓度5 mg/LATZ的光降解效率为62%,大于厚涂的41%。这是因为环氧树脂薄涂既能固定催化剂,又不会使催化剂被环氧树脂完全包裹而影响活性组分活性。 展开更多
关键词 ATZ 光催化 Pd-znin_(2)s_(4) 负载型催化
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碳布支撑Sn^(2+)/Sn^(4+)共掺杂的ZnIn_(2)S_(4)柔性光催化剂用于高效降解盐酸四环素
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作者 董文斌 崔慧娜 +1 位作者 王海瑞 姚垚 《化学研究与应用》 CAS 北大核心 2024年第1期72-80,共9页
本文采用一步溶剂热法制备了Sn^(2+)/Sn^(4+)共掺杂的ZnIn_(2)S_(4)/碳布柔性光催化剂(CC/ZIS-Sn),二维片状ZIS-Sn均匀地排列在碳布表面。通过降解盐酸四环素(TCH)溶液来评价所制备样品的光催化活性。结果表明,CC/ZIS-Sn_(0.09)复合光... 本文采用一步溶剂热法制备了Sn^(2+)/Sn^(4+)共掺杂的ZnIn_(2)S_(4)/碳布柔性光催化剂(CC/ZIS-Sn),二维片状ZIS-Sn均匀地排列在碳布表面。通过降解盐酸四环素(TCH)溶液来评价所制备样品的光催化活性。结果表明,CC/ZIS-Sn_(0.09)复合光催化剂具有高效的光催化活性,40 min对TCH溶液(50 mL,20 mg/L)的降解率高达93.3%。适量的Sn掺杂和碳布协同作用能够调整电子结构,缩小光捕获带隙,增强ZIS光生载流子的分离和转移效率。自由基捕获实验证明空穴是光催化降解过程中的主要活性物质。此外,CC/ZIS-Sn光催化剂还具有良好的可回收性和稳定性,循环测试4次后,对TCH溶液的去除率仍达83.1%。 展开更多
关键词 碳布 sn^(2%PLUs%)/sn^(4%PLUs%)共掺杂 znin_(2)s_(4) 盐酸四环素 光催化
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Ni掺杂提升MoS_(2)的助催化活性用于ZnIn_(2)S_(4)光催化产氢及有毒Cr(Ⅵ)还原
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作者 陈文轩 乔秀清 +4 位作者 李晨 王紫昭 侯东芳 孙博婧 李东升 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期5177-5187,共11页
过渡金属硫化物MoS_(2)吸附H^(+)的吉布斯自由能接近于零,被认为是一种很有前途的产氢助催化剂。然而,MoS_(2)助催化剂的活性位点暴露有限,极大的限制了其活性。以Ni-BDC微球作为Ni源和模板,通过水热法成功合成了镍掺杂的Ni-MoS_(2)助... 过渡金属硫化物MoS_(2)吸附H^(+)的吉布斯自由能接近于零,被认为是一种很有前途的产氢助催化剂。然而,MoS_(2)助催化剂的活性位点暴露有限,极大的限制了其活性。以Ni-BDC微球作为Ni源和模板,通过水热法成功合成了镍掺杂的Ni-MoS_(2)助催化剂。该助催化剂可以明显的提高ZnIn_(2)S_(4)的光催化析氢活性活性,经过优化后的光催化剂(表示为NMS/ZIS-10)的氢气释放速率最高,达到4.17 mmol·g^(-1)·h^(-1),分别是纯ZnIn_(2)S_(4)和MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)光催化剂的12.26倍和2.72倍。此外,NMS/ZIS-10还表现出电荷分离促进的毒性Cr(Ⅵ)还原活性。实验数据表明,Ni-MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)优异的光催化性能主要源于其Ni掺杂引起的活性位点的增加、光吸收能力的增强、电荷载流子分离的提升以及电子寿命的延长。研究结果为优化设计高性能Mo基助催化剂提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 znin_(2)s_(4) Mos_(2) 掺杂 光催化 Cr(Ⅵ)还原 产氢
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Z型异质结CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4)的构筑及其光催化降解TNT
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作者 刘卓 熊超 +4 位作者 甘霖 殷军辉 张鹤凡 丁垚 王小雨 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期180-188,共9页
针对弹药装填物TNT处废过程中能耗高、不安全,且对环境产生污染的问题,本研究利用绿色无二次污染的光催化技术,通过水热法成功制备出Z型异质结CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4)光催化材料,并运用XRD、BET等系列表征方法确定了CuFe_(2)O_(4)/... 针对弹药装填物TNT处废过程中能耗高、不安全,且对环境产生污染的问题,本研究利用绿色无二次污染的光催化技术,通过水热法成功制备出Z型异质结CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4)光催化材料,并运用XRD、BET等系列表征方法确定了CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4)的组织结构与形貌特征,分析了其光催化性能和降解TNT机理。CuFe 2O 4的引入有效促进了光生载流子的分离,延长了光生载流子的寿命。实验表明,3%CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4)复合材料表现出最佳的降解效果,在2 h内能够降解77.07%的TNT。相较于CuFe 2O 4和ZnIn 2S 4来说,降解效果提高了49.52%和30.24%,利用研究构筑的Z型异质结CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4),有效提升了废弃TNT的降解质效和安全性,消除了对环境的污染,降低了处理成本,是一种高质效、低成本进行废弃TNT降解的科学方法。 展开更多
关键词 Z型异质结 CuFe_(2)O_(4) znin_(2)s_(4) 光催化 TNT
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水热反应温度对ZnIn_(2)S_(4)/Bi_(2)WO_(6)复合催化剂的影响研究
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作者 王震 刘婷婷 +1 位作者 张强 王磊 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期7191-7199,共9页
为解决传统半导体光催化剂可见光响应能力弱、光生电子空穴复合快、能带结构导致载流子氧化还原能力弱等问题,采用水热法制备ZnIn_(2)S_(4)/Bi_(2)WO_(6)(ZlS@BW)复合催化剂并系统研究水热反应温度对其结构性能的影响。当水热温度从80... 为解决传统半导体光催化剂可见光响应能力弱、光生电子空穴复合快、能带结构导致载流子氧化还原能力弱等问题,采用水热法制备ZnIn_(2)S_(4)/Bi_(2)WO_(6)(ZlS@BW)复合催化剂并系统研究水热反应温度对其结构性能的影响。当水热温度从80℃升高到160℃,ZlS@BW复合光催化剂结晶度提高,形貌转变为致密核壳结构,比表面积和光电性能先降低再升高,氟伐他汀去除率逐步上升。而当温度升高到200℃时,核壳结构遭到了破坏,比表面积和光电性能变差,氟伐他汀的降解效果降低,光催化性能下降。结果表明,水热温度为160℃时,制备的ZlS@BW复合光催化剂晶型结晶程度较高,且形貌致密,比表面积最大,产生的瞬态光电流最大,阻抗半径最小,具有最优光催化性能。对污染物氟伐他汀降的降解效率最高,可达到75.47%。 展开更多
关键词 水热法 水热反应温度 znin_(2)s_(4)/Bi_(2)WO_(6)复合催化 光催化
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Mo-Zn_(0.5)Cd_(0.5)S@NiCo_(2)S_(4)掺杂-异质结体系的制备及其双功能光催化性能研究 被引量:3
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作者 牛杰 王亮 +1 位作者 孟祥超 李春虎 《聊城大学学报(自然科学版)》 2024年第1期36-45,共10页
采用溶剂热与水热法制备了Mo-Zn_(0.5)Cd_(0.5)S@NiCo_(2)S_(4)掺杂-异质结光催化剂,系统表征了光催化剂的晶体结构、元素组成、微观形貌和光电性能,通过差分电荷密度的计算并阐释了电子转移方向。结果表明,Mo的掺杂改变了Zn_(0.5)Cd_(0... 采用溶剂热与水热法制备了Mo-Zn_(0.5)Cd_(0.5)S@NiCo_(2)S_(4)掺杂-异质结光催化剂,系统表征了光催化剂的晶体结构、元素组成、微观形貌和光电性能,通过差分电荷密度的计算并阐释了电子转移方向。结果表明,Mo的掺杂改变了Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的晶格和能带结构,异质结的构筑增加了光催化活性位点,加快了电子转移速率。在可见光照射下,通过降解四环素(TC)溶液同时产氢来考察双功能光催化剂的活性。60 min内,TC的降解率可达75%,氢气产量达1146.72μmol/g/h。 展开更多
关键词 Zn_(0.5)Cd_(0.5)s NiCo_(2)s_(4) 光催化 异质结 产氢 光降解
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可见光响应S空位ZnIn_(2)S_(4)催化剂的制备及选择性氧化HMF研究
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作者 徐俪菲 侯浩强 +3 位作者 马春慧 李伟 罗沙 刘守新 《林产化学与工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期33-41,共9页
以硫代乙酰胺为硫源,采用一步法原位制备了具有丰富S空位的硫化铟锌(V S-ZIS)可见光催化剂,对其光催化5-羟甲基糠醛(HMF)选择性氧化为2,5-呋喃二甲醛(DFF)过程进行了研究,并分析了V S-ZIS光催化HMF选择性氧化制备DFF的机理。采用电子顺... 以硫代乙酰胺为硫源,采用一步法原位制备了具有丰富S空位的硫化铟锌(V S-ZIS)可见光催化剂,对其光催化5-羟甲基糠醛(HMF)选择性氧化为2,5-呋喃二甲醛(DFF)过程进行了研究,并分析了V S-ZIS光催化HMF选择性氧化制备DFF的机理。采用电子顺磁共振(EPR)波谱证实S空位的存在,采用紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、XPS考察V S-ZIS的光学性质和元素组成,利用SEM、XRD观察催化剂的表面形貌和晶相结构。研究结果表明:一步法可以成功制备ZnIn_(2)S_(4),其呈花瓣微球状,且Zn、In、S元素均匀分布,可见光波长吸收范围为420~530 nm;制备时间对ZnIn_(2)S_(4)的晶体结构没有产生明显影响,但通过控制制备时间可以调控催化剂中S空位,制备时间2~10 h制得的样品V S-ZIS-2~V S-ZIS-10中,6 h时制得的V S-ZIS-6具有丰富的S空位。80℃加热6 h制备的V S-ZIS-6在反应时间4 h、V S-ZIS-6/HMF质量比值3.2、HMF浓度1.0 mmol/L、空气流量20 mL/min条件下选择性氧化HMF的性能最佳,HMF转化率为95.4%,DFF产率为61.8%。V S-ZIS表面丰富的S空位能够促进O 2在催化剂表面吸附活化,通过捕获光生电子生成更多O_(2)^(-)·,从而提高催化剂对HMF的选择性氧化能力。 展开更多
关键词 硫空位 硫化铟锌 5-羟甲基糠醛 光催化 选择性氧化 2 5-呋喃二甲醛
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ZnIn_(2)S_(4)/g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及可见光催化制氢性能 被引量:9
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作者 孙亚光 张含烟 +4 位作者 明涛 徐宝彤 高雨 丁茯 徐振和 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3160-3166,共7页
采用水热方法制备了ZnIn_(2)S_(4)/g-C_(3)N_(4)复合材料,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱(PL)等手段对其结构和性能进行表征.结果表明,当ZnIn_(2)S_... 采用水热方法制备了ZnIn_(2)S_(4)/g-C_(3)N_(4)复合材料,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱(PL)等手段对其结构和性能进行表征.结果表明,当ZnIn_(2)S_(4)的负载量为20%(质量分数)时,复合材料表现出最佳的光催化制氢性能,制氢速率可达到637.08μmol·g^(−1)·h^(−1),分别为纯ZnIn_(2)S_(4)和纯g-C_(3)N_(4)的4倍和37倍.其原因在于ZnIn_(2)S_(4)和g-C_(3)N_(4)之间具有紧密的异质结结构,两者有效的结合改善了组分的能带匹配和界面电荷转移,从而大幅增强了载流子的分离和迁移,进而提高光催化的性能. 展开更多
关键词 光催化制氢 石墨相氮化碳 硫代铟酸锌
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臭氧协同石墨烯/ZnIn_(2)S_(4)光催化降解含油污水的性能 被引量:5
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作者 张艳 赵丽 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1719-1726,共8页
半导体光催化技术因可以利用太阳能、反应条件温和、无二次污染等优点,被认为是一种具有广阔前景的环境污染治理控制技术。为了解决其降解效率低的不足,本文将光催化技术和光氧化技术相结合,实现了对含油污水的高效降解。利用水热法合... 半导体光催化技术因可以利用太阳能、反应条件温和、无二次污染等优点,被认为是一种具有广阔前景的环境污染治理控制技术。为了解决其降解效率低的不足,本文将光催化技术和光氧化技术相结合,实现了对含油污水的高效降解。利用水热法合成了石墨烯/ZnIn_(2)S_(4)复合光催化剂,并利用XRD、BET、TEM、XPS、Raman和吸收光谱等技术对石墨烯/ZnIn_(2)S_(4)的结构进行了详细的表征,石墨烯的负载不仅可以大幅提升光催化剂的比表面积,同时石墨烯和ZnIn_(2)S_(4)之间的相互作用还可以促进光生载流子的迁移和传输。详细评估了石墨烯/ZnIn_(2)S_(4)光催化和臭氧光氧化技术协同降解含油污水的性能和稳定性,并考察了石墨烯的含量、光催化剂的用量、不同的方法以及污水的pH值对含油污水降解性能的影响,结果表明光催化和光氧化的协同作用可以在60 min内将初始COD浓度100 mg/L的含油污水降低91%,且表现出较好的稳定性。 展开更多
关键词 光催化 光氧化 石墨烯/znin_(2)s_(4) 臭氧 含油污水 COD
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NiMoO_(4)/ZnIn_(2)S_(4)S-scheme异质结的制备及光催化产氢性能增强机制 被引量:9
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作者 李艳 李卓 刘恩周 《聊城大学学报(自然科学版)》 2023年第2期1-10,共10页
首先通过水热法制备得到NiMoO_(4)·x H_(2)O前驱体,再经高温煅烧得到NiMoO_(4)纳米棒,最后通过超声混合及溶剂蒸干处理将NiMoO_(4)与ZnIn_(2)S_(4)复合构建了NiMoO_(4)/ZnIn_(2)S_(4)S-scheme异质结光催化剂。研究结果表明,NiMoO_... 首先通过水热法制备得到NiMoO_(4)·x H_(2)O前驱体,再经高温煅烧得到NiMoO_(4)纳米棒,最后通过超声混合及溶剂蒸干处理将NiMoO_(4)与ZnIn_(2)S_(4)复合构建了NiMoO_(4)/ZnIn_(2)S_(4)S-scheme异质结光催化剂。研究结果表明,NiMoO_(4)质量分数为10.7%时,复合材料(10.7-NiMoO_(4)/ZnIn_(2)S_(4))具有较好的载流子分离效率,较低的界面电荷转移阻力和较大的电化学活性面积。在300 W氙灯照射下,其产氢速率可达29.04 mmol·g^(-1)·h^(-1),约为单体ZnIn_(2)S_(4)(5.58 mmol·g^(-1)·h^(-1))的5.20倍。自由基捕获实验及能带结构分析表明,NiMoO_(4)和ZnIn_(2)S_(4)之间形成了S-scheme电荷转移机制,不仅促进了载流子的分离与迁移,而且保留了较强的氧化还原能力。此外,NiMoO_(4)的引入提高了异质结的电化学活性面积,以上因素协同提高了体系的光催化析氢性能。 展开更多
关键词 NiMoO_(4) znin_(2)s_(4) s-scheme异质结 光催化产氢
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FeIn_(2)S_(4)光催化材料的制备及光降解性能研究
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作者 王海瑞 梁彤 +2 位作者 李征峰 宋云奇 姚垚 《宁夏师范学院学报》 2024年第10期46-55,共10页
采用水热法,制备可见光驱动的FeIn_(2)S_(4)-3-DMF(FIS-3-DMF)纳米级花状光催化剂,通过降解7种染料评价其光催化活性.实验结果表明,FIS-3-DMF仅需光照20 min,对浓度为50 mg/L的亚甲基蓝(MB)溶液和罗丹明B(Rh B)溶液的降解率分别高达98.5... 采用水热法,制备可见光驱动的FeIn_(2)S_(4)-3-DMF(FIS-3-DMF)纳米级花状光催化剂,通过降解7种染料评价其光催化活性.实验结果表明,FIS-3-DMF仅需光照20 min,对浓度为50 mg/L的亚甲基蓝(MB)溶液和罗丹明B(Rh B)溶液的降解率分别高达98.5%和95.3%,对其余的5种染料也呈现出程度各异的降解效果.此外,FIS-3-DMF光催化剂亦具有极佳的稳定性,在经过3次循环测试后,对MB溶液和Rh B溶液的降解效率仍然高达91.0%. 展开更多
关键词 FeIn_(2)s_(4) 光催化 纳米材料 亚甲基蓝 罗丹明B
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Cd掺杂ZnIn_(2)S_(4)的制备及光催化降解偶氮胭脂红B的性能研究 被引量:3
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作者 李冬梅 杨磊 +2 位作者 王梓良 郭小惠 袁春华 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1009-1013,1019,共6页
采用水热法制备了Cd掺杂ZnIn_(2)S_(4)光催化剂。利用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及光致发光光谱(PL)等手段对光催化剂进行了表征。结果表明,Cd掺杂虽... 采用水热法制备了Cd掺杂ZnIn_(2)S_(4)光催化剂。利用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及光致发光光谱(PL)等手段对光催化剂进行了表征。结果表明,Cd掺杂虽没有改变ZnIn_(2)S_(4)的晶型,但使禁带宽度变窄,吸收边红移,表面缺陷和氧空位增加,有利于光生载流子的有效分离;而且镉掺杂后催化剂的电化学阻抗减小,有利于光生载流子的快速传输,因此微量Cd掺杂后ZnIn_(2)S_(4)催化降解偶氮胭脂红B的光催化性能明显提高,105 min内降解率可达93%,且循环稳定性好。 展开更多
关键词 znin_(2)s_(4) CD 偶氮胭脂红B 光催化降解
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水热法制备ZnIn_(2)S_(4)材料及其可见光降解四环素的性能研究
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作者 彭阳 刘人源 +4 位作者 梁博宇 周雨晴 邱杨 洪燕 廖润华 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期20-27,共8页
采用水热法制备了具有花瓣型的ZnIn_(2)S_(4)光催化剂,通过XRD、SEM、EDS和XPS对样品进行了表征分析,结果表明成功合成单一ZnIn_(2)S_(4)样品,为花瓣型微球状,其化学价态为Zn^(2+)、In^(3+)和S^(2-)。在可见光下,研究了不同前驱体p H值... 采用水热法制备了具有花瓣型的ZnIn_(2)S_(4)光催化剂,通过XRD、SEM、EDS和XPS对样品进行了表征分析,结果表明成功合成单一ZnIn_(2)S_(4)样品,为花瓣型微球状,其化学价态为Zn^(2+)、In^(3+)和S^(2-)。在可见光下,研究了不同前驱体p H值、水热反应时间、合成温度下ZnIn_(2)S_(4)光催化材料对盐酸四环素的降解效果,试验表明在合成温度为160℃、未调pH值、保温时间为12 h条件下合成的花瓣型Zn In_(2)S_(4)样品对盐酸四环素具有最佳降解效果,其降解效率为76.30%。 展开更多
关键词 水热法 光催化 znin_(2)s_(4) 四环素
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表面活性剂修饰ZnIn_(2)S_(4)光催化甲苯选择性氧化 被引量:4
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作者 狄璐 赵胜男 李新刚 《分子催化》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期413-424,共12页
采用溶剂热合成法,借助十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基溴化铵(STAB)的修饰合成了富含硫缺陷的ZnIn_(2)S_(4)-CTAB和ZnIn_(2)S_(4)-STAB光催化剂.通过透射电镜、X射线衍射、紫外可见漫反射光谱、电子顺磁共振和光电化学性... 采用溶剂热合成法,借助十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基溴化铵(STAB)的修饰合成了富含硫缺陷的ZnIn_(2)S_(4)-CTAB和ZnIn_(2)S_(4)-STAB光催化剂.通过透射电镜、X射线衍射、紫外可见漫反射光谱、电子顺磁共振和光电化学性能测试对所有样品进行了表征,并通过光催化甲苯氧化反应测试样品的催化活性.活性结果表明ZnIn_(2)S_(4)-CTAB和ZnIn_(2)S_(4)-STAB上甲苯转化速率分别达到795和1053μmol·g_(cat)^(-1)·h^(-1),是未修饰ZnIn_(2)S_(4)-Blank催化剂的4倍和5倍,同时目标产物苯甲醛选择性均大于92%.机理研究发现,表面活性剂修饰后的ZnIn_(2)S_(4)-CTAB和ZnIn_(2)S_(4)-STAB较ZnIn_(2)S_(4)-Blank具有更高浓度的硫缺陷.硫缺陷通过捕获电子促进了光生载流子的分离与利用,显著提高了ZnIn_(2)S_(4)-CTAB和ZnIn_(2)S_(4)-STAB的光催化甲苯选择性氧化制苯甲醛的活性. 展开更多
关键词 光催化 znin_(2)s_(4) 硫缺陷 表面活性剂 甲苯氧化
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Ag/CN/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结等离子体光催化剂的制备及其增强光还原CO_(2)研究 被引量:1
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作者 张怡宁 高明 +2 位作者 陈松涛 王会琴 霍鹏伟 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期122-134,共13页
S型异质结在电子的激发和输运方面具有优异的表现。本研究采用光沉积和水热法制备了Ag/CN/ZnIn_(2)S(ACZ)S型异质结复合光催化剂,其中,ACZ-60的CO和CH_(4)产率最高,分别为5.63μmol·g^(-1)和0.23μmol·g^(-1),是CN的6.5倍和2.... S型异质结在电子的激发和输运方面具有优异的表现。本研究采用光沉积和水热法制备了Ag/CN/ZnIn_(2)S(ACZ)S型异质结复合光催化剂,其中,ACZ-60的CO和CH_(4)产率最高,分别为5.63μmol·g^(-1)和0.23μmol·g^(-1),是CN的6.5倍和2.1倍。通过电子自旋共振(ESR)和紫外光电子能谱(UPS)的表征分析,得出ACZ遵循S型电子转移路径的结论,进一步通过光电化学和PL测试证明S型异质结的形成改善了原本单体催化剂电子空穴复合率高的问题,同时也增强了光吸收。另一方面,沉积在CN表面的Ag NPs既作为反应活性位点,又具有等离子效应,进一步增强了对可见光的吸收性能,有效提升了电子传递效率,同时为反应提供了更多的热电子。此外,通过原位红外解释了光催化还原CO_(2)可能的反应路径。本研究为设计具有等离子体效应的S型异质结光催化剂提供了新思路。 展开更多
关键词 s型异质结 znin_(2)s_(4) Ag NPs 光催化CO_(2)还原 等离子体效应
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Cu-ZnIn_(2)S_(4)/Ti_(3)C_(2)高效光催化还原水中Cr(Ⅵ) 被引量:1
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作者 刘坤 杨鑫 +3 位作者 茆平 孙爱武 沈锦优 丁宁 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期456-463,共8页
采用水热反应在超薄纳米片Ti_(3)C_(2)上原位生长Cu-ZnIn_(2)S_(4)复合微球,合成出Cu-ZnIn_(2)S_(4)/Ti_(3)C_(2)复合材料,并将其用于可见光下光催化还原水中Cr(Ⅵ)(50 mg/L)。表征结果显示:复合材料中的Cu主要以单质铜的形式存在,但含... 采用水热反应在超薄纳米片Ti_(3)C_(2)上原位生长Cu-ZnIn_(2)S_(4)复合微球,合成出Cu-ZnIn_(2)S_(4)/Ti_(3)C_(2)复合材料,并将其用于可见光下光催化还原水中Cr(Ⅵ)(50 mg/L)。表征结果显示:复合材料中的Cu主要以单质铜的形式存在,但含量较低;复合材料对可见光的吸收性能较ZnIn_(2)S_(4)显著提升。实验结果表明:得益于Cu的掺杂提高了载流子密度和电荷传输效率以及其直接还原Cr(Ⅵ)的性能,光照60 min后Cu-ZnIn_(2)S_(4)对Cr(Ⅵ)的去除率可达69.5%,高于ZnIn_(2)S_(4)的44.3%;引入Ti_(3)C_(2)后,复合材料的强界面作用有效延长了光生载流子的寿命,使得光照60 min后Cu-ZnIn_(2)S_(4)/Ti_(3)C_(2)对Cr(Ⅵ)的去除率可达100%;Cu-ZnIn_(2)S_(4)/Ti_(3)C_(2)具有良好的循环稳定性。 展开更多
关键词 Cr(Ⅵ) 光催化还原 znin_(2)s_(4) Ti_(3)C_(2) 纳米铜负载
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