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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)复合催化剂 光催化
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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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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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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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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) 助催化剂
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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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利用电荷分离调控S型异质结光催化氧化产物选择性
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作者 谷苗莉 杨祎 +3 位作者 程蓓 张留洋 肖鹏 陈涛 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第4期185-194,共10页
半导体光催化技术为太阳能的高效利用提供了巨大的潜力.尽管众多单一半导体材料,如TiO_(2),CdS,g-C_(3)N_(4)等,已被广泛制备并用于光催化反应,但在单一光催化剂中,光生电子和空穴常因强库仑引力作用而迅速复合,导致光催化效率较低,难... 半导体光催化技术为太阳能的高效利用提供了巨大的潜力.尽管众多单一半导体材料,如TiO_(2),CdS,g-C_(3)N_(4)等,已被广泛制备并用于光催化反应,但在单一光催化剂中,光生电子和空穴常因强库仑引力作用而迅速复合,导致光催化效率较低,难以实现大规模产业化应用.针对这一问题,开发S型异质结光催化剂成为提高催化效率的有效途径之一.该异质结不仅能实现氧化还原位点在空间上的有效分离,同时保持了较强的氧化还原能力.然而,目前关于空间分离对光催化氧化产物选择性的影响研究较少.因此,深入探究S型异质结光催化剂中空间分离对产物选择性的作用机制,对于优化光催化过程、提高产物选择性具有重要意义.本文构建了具有良好暴露活性位点的2D/2D层状BiOBr/ZnIn_(2)S_(4)S型异质结(BOB/ZIS).实验发现,在纯ZnIn_(2)S_(4)体系中,由于无法实现空间上的有效电荷分离,氧还原反应(ORR)生成的H_(2)O_(2)在光生空穴的作用下进一步转化为•OH(羟基自由基),其氧化能力超过了体系中的光生空穴,导致2,5-呋喃二甲醛被过度氧化为经济性不高的产物呋喃二甲酸.在BOB/ZIS异质结中,我们实现了光生电子-空穴的有效转移和丰富的活性中心利用.ZnIn_(2)S_(4)价带上的电子通过ORR持续生成H_(2)O_(2)(1.15 mmol∙L^(-1),5 h),而BiOBr导带上的空穴则将5-羟甲基糠醛(HMF)氧化为具有高经济价值的2,5-呋喃二甲醛(有机合成中有价值的中间体).这一结果证实了S型异质结中光生电子-空穴的有效空间分离能够同时促进H_(2)O_(2)的产生和HMF的选择性氧化为2,5-呋喃二甲醛.这一发现不仅揭示了S型异质结在光催化反应中的优势,还证实了其相对于传统牺牲剂的经济可行性.原位光照X射线光电子能谱、飞秒超快瞬态吸收光谱和密度泛函理论计算均证实,在BOB/ZIS界面之间构建了S型电荷转移机制,加速了光生电子-空穴对的转移动力学.此外,通过原位傅里叶变换红外光谱研究了催化剂表面HMF氧化过程中官能团的变化,不仅加深了对纯ZnIn_(2)S_(4)体系中HMF过度氧化现象的认识,还揭示了S型异质结在选择性氧化HMF和原位生成H_(2)O_(2)中的独特光催化机制.综上所述,本文构建了2D/2D层状BiOBr/ZnIn_(2)S_(4)S型异质结,不仅实现了光生电子-空穴的有效空间分离,还提高了产物选择性和光催化效率.本文通过深入研究S型异质结在光催化反应中的作用机制,为调控光催化产物提供了新的见解,并为有机合成相关反应中S型异质结的设计提供了借鉴. 展开更多
关键词 BiOBr/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结 过氧化氢制备 5-羟甲基糠醛选择性转化 转化机理
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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+)/Sn^(4+)共掺杂 ZnIn_(2)S_(4) 盐酸四环素 光催化
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Synthesis and photocatalytic properties of core–shell TiO^2@ZnIn_2S_4 photocatalyst 被引量:5
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作者 Wen-Hui Yuan Zi-Long Xia Li Li 《Chinese Chemical Letters》 SCIE CAS CSCD 2013年第11期984-986,共3页
A novel core–shell TiO2@ZnIn2S4composite has been synthesized successfully by a simple and flexible hydrothermal route using TiO2as precursors.The as-synthesized samples were characterized by X-ray diffraction,UV–vi... A novel core–shell TiO2@ZnIn2S4composite has been synthesized successfully by a simple and flexible hydrothermal route using TiO2as precursors.The as-synthesized samples were characterized by X-ray diffraction,UV–vis diffuse reflectance spectra and transmission electron microscopy.The photocatalytic properties of samples were tested by degradation of aqueous methylene blue(MB)under visible light irradiation.It was found that the as-synthesized TiO2@ZnIn2S4photocatalyst was more effcient than TiO2and ZnIn2S4in the photocatalytic degradation of MB.Moreover,TEM images confrmed the TiO2@ZnIn2S4nanoparticles possessed a well-proportioned core–shell morphology. 展开更多
关键词 Core–shell TiO_2 znin_2s_4 Photocatalytic
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Atomic Ni directional-substitution on ZnIn_(2)S_(4) nanosheet to achieve the equilibrium of elevated redox capacity and efficient carrier-kinetics performance in photocatalysis
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作者 Haibin Huang Guiyang Yu +5 位作者 Xingze Zhao Boce Cui Jinshi Yu Chenyang Zhao Heyuan Liu Xiyou Li 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第1期272-281,I0007,共11页
It is a challenge to coordinate carrier-kinetics performance and the redox capacity of photogenerated charges synchronously at the atomic level for boosting photocatalytic activity.Herein,the atomic Ni was introduced ... It is a challenge to coordinate carrier-kinetics performance and the redox capacity of photogenerated charges synchronously at the atomic level for boosting photocatalytic activity.Herein,the atomic Ni was introduced into the lattice of hexagonal ZnIn_(2)S_(4) nanosheets(Ni/ZnIn_(2)S_(4))via directionalsubstituting Zn atom with the facile hydrothermal method.The electronic structure calculations indicate that the introduction of Ni atom effectively extracts more electrons and acts as active site for subsequent reduction reaction.Besides the optimized light absorption range,the elevation of Efand ECBendows Ni/ZnIn_(2)S_(4) photocatalyst with the increased electron concentration and the enhanced reduction ability for surface reaction.Moreover,ultrafast transient absorption spectroscopy,as well as a series of electrochemical tests,demonstrates that Ni/ZnIn_(2)S_(4) possesses 2.15 times longer lifetime of the excited charge carriers and an order of magnitude increase for carrier mobility and separation efficiency compared with pristine ZnIn_(2)S_(4).These efficient kinetics performances of charge carriers and enhanced redox capacity synergistically boost photocatalytic activity,in which a 3-times higher conversion efficiency of nitrobenzene reduction was achieved upon Ni/ZnIn_(2)S_(4).Our study not only provides in-depth insights into the effect of atomic directional-substitution on the kinetic behavior of photogenerated charges,but also opens an avenue to the synchronous optimization of redox capacity and carrier-kinetics performance for efficient solar energy conversion. 展开更多
关键词 ZnIn_(2)S_(4) SUBSTITUTION Carrier kinetics Redox capacity PHOTOCATALYSIS
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Photocatalytic seawater splitting by 2D heterostructure of ZnIn_(2)S_(4)/WO_(3) decorated with plasmonic Au for hydrogen evolution under visible light
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作者 Huiqin An Yanjun Wang +9 位作者 Xing Xiao Jiaxin Liu Zhiyao Ma Tianxin Gao Wanyu Hong Lizhi Zhao Hong Wang Qingjun Zhu Shanshan Chen Zhen Yin 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第6期55-63,I0003,共10页
Photocatalytic H_(2) evolution from seawater splitting presents a promising approach to tackle the fossil energy crisis and mitigate carbon emission due to the abundant source of seawater and sunlight on the earth.How... Photocatalytic H_(2) evolution from seawater splitting presents a promising approach to tackle the fossil energy crisis and mitigate carbon emission due to the abundant source of seawater and sunlight on the earth.However,the development of efficient photocatalysts for seawater splitting remains a formidable challenge.Herein,a 2D/2D ZnIn_(2)S_(4)/WO_(3)(ZIS/WO_(3))heterojunction nanostructure is fabricated to efficiently separate the photoinduced carriers by steering electron transfer from the conduction band minimum of WO_(3) to the valence band maximum of ZIS via constructing internal electric field.Subsequently,plasmonic Au nanoparticles(NPs)as a novel photosensitizer and a reduction cocatalyst are anchored on ZIS/WO_(3) surface to further enhance the optical absorption of ZIS/WO_(3) heterojunction and accelerate the catalytic conversion.The obtained Au/ZIS/WO_(3) photocatalyst exhibits an outstanding H_(2) evolution rate of 2610.6 or 3566.3μmol g^(-1)h~(-1)from seawater splitting under visible or full-spectrum light irradiation,respectively.These rates represent an impressive increase of approximately 7.3-and 6,6-fold compared to those of ZIS under the illumination of the same light source.The unique 2D/2D structure,internal electric field,and plasmonic metal modification together boost the photocatalytic H_(2) evolution rate of Au/ZIS/WO_(3),making it even comparable to H_(2) evolution from pure water splitting.The present work sheds light on the development of efficient photocatalysts for seawater splitting. 展开更多
关键词 Photocatalytic seawater splitting 2D/2D ZnIn_(2)S_(4)/WO_(3) Surface plasmon resonance effect Interfacial electric field
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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 光催化剂 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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Strong hetero-interface interaction in 2D/2D WSe_(2)/ZnIn_(2)S_(4) heterostructures for highly-efficient photocatalytic hydrogen generation
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作者 Xu Guo Xing Liu +4 位作者 jing Shan Zhuo Xu Zhiming Fang Lu Wang Shengzhong Liu 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第10期379-387,I0008,共10页
Green hydrogen is urgently required for sustainable development of human beings and rational construction of heterostructures holds great promising for photocatalytic hydrogen generation.Herein,2D/2D WSe_(2)/ZnIn_(2)S... Green hydrogen is urgently required for sustainable development of human beings and rational construction of heterostructures holds great promising for photocatalytic hydrogen generation.Herein,2D/2D WSe_(2)/ZnIn_(2)S_(4) heterostructures with strong hetero-interface interaction and abundant contact were constructed via an impregnation-annealing strategy.Efficient charge transfer from ZnIn_(2)S_(4) to WSe_(2)was evidenced by transient absorption spectroscopy in crafted heterostructures owing to the tight and2D face-to-face contact.As a result,the prepared WSe_(2)/ZnIn_(2)S_(4) heterostructures exhibited boosted photocatalytic performance and a highest hydrogen evolution rate of 3.377 mmol/(g h)was achieved with an apparent quantum yield of 45.7%at 420 nm.The work not only provides new strategies to achieve efficient 2D/2D heterostructures but also paves the way for the development of green hydrogen in the future. 展开更多
关键词 Strong hetero-interface interaction in 2D/2D WSe_(2)/ZnIn_(2)S_(4) heterostructures for highly-efficient photocatalytic hydrogen generation
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超薄的硫铟锌纳米片合成及其光催化水分解制氢
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作者 廉孜超 《广州化学》 CAS 2024年第2期57-59,I0003,共4页
通过胶体化学法制备硫铟锌(ZnIn_(2)S_(4))纳米片,用原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等对纳米片进行了表征。将纳米片配体交换后用于可见光催化制氢反应,用气相色谱仪(GC)进行产氢量测试,评价催化剂性能。结果表明,... 通过胶体化学法制备硫铟锌(ZnIn_(2)S_(4))纳米片,用原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等对纳米片进行了表征。将纳米片配体交换后用于可见光催化制氢反应,用气相色谱仪(GC)进行产氢量测试,评价催化剂性能。结果表明,合成了超薄的ZnIn_(2)S_(4)纳米片,厚度仅为1.8nm;其产氢速率为600μmol/(h·g),并具有良好的循环稳定性,表现出了较好的光催化水分解制氢性能。该实验对设计光催化制氢催化剂有一定的启发。 展开更多
关键词 超薄ZnIn_(2)S_(4)纳米片 配体交换 光催化 水分解制氢
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ZnIn_2S_4可见光催化降解水中的双氯芬酸 被引量:8
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作者 冯奇奇 卜龙利 +4 位作者 高波 刘嘉栋 谭娜 孟海龙 何克博 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期739-747,共9页
通过水热法制备了可见光下响应的光催化剂ZnIn_2S_4,研究了水中痕量医药类物质双氯芬酸的光解和光催化降解效果与降解途径,同时对催化剂进行了扫描电镜、X射线衍射、紫外可见漫反射、氮吸附和羟基自由基捕获的测试。结果表明,ZnIn_2S_4... 通过水热法制备了可见光下响应的光催化剂ZnIn_2S_4,研究了水中痕量医药类物质双氯芬酸的光解和光催化降解效果与降解途径,同时对催化剂进行了扫描电镜、X射线衍射、紫外可见漫反射、氮吸附和羟基自由基捕获的测试。结果表明,ZnIn_2S_4的比表面积为91.3 m2·g-1,且在可见光照射下具有良好光催化性能。以卤钨灯模拟太阳光,在双氯芬酸初始浓度100μg·L^(-1),ZnIn_2S_4投加浓度10 mg·L^(-1)条件下反应5 h可降解水中98%的双氯芬酸。卤钨灯直接光解5 h可降解91%的双氯芬酸。光解和光催化反应均符合假一级反应动力学,光催化反应速率是光解反应速率的1.5倍。双氯芬酸光解过程中主要发生光环化反应,生成了2-(1-氯-9H-咔吧唑-8-基)-乙酸;光催化过程则主要通过羟基自由基氧化降解双氯芬酸,中间产物主要有1-氯-8-甲基-9H-咔吧唑及2,6-二氯-N-邻甲苯基苯胺。 展开更多
关键词 可见光 ZnIn2S4 光解 光催化 双氯芬酸 降解机理
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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:6
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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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p-n型NiWO_(4)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光解水析氢性能
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作者 闫爱华 高埜 +4 位作者 张晓辉 黄飞 张同洋 张吉旭 赵文学 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期74-83,共10页
采用水热/水浴两步法构筑了p-n型NiWO_(4)(NWO)/ZnIn_(2)S_(4)(ZIS)异质结,研究了不同含量的NWO对ZIS物相组分、形貌结构、能带结构、光谱吸收及光解水析氢性能等的影响,并采用一系列表征手段探讨了NWO/ZIS异质结的光催化机理.结果表明... 采用水热/水浴两步法构筑了p-n型NiWO_(4)(NWO)/ZnIn_(2)S_(4)(ZIS)异质结,研究了不同含量的NWO对ZIS物相组分、形貌结构、能带结构、光谱吸收及光解水析氢性能等的影响,并采用一系列表征手段探讨了NWO/ZIS异质结的光催化机理.结果表明,负载NWO后,ZIS物相组分及形貌结构未发生显著变化,两种材料界面接触紧密且分布均匀;在可见光辐照下,NWO/ZIS异质结光解水析氢性能得到了显著提升,其中,最佳样品NWO-35/ZIS析氢速率达到5204.8μmol·g^(-1)·h^(-1),为纯相ZIS(1566.4μmol·g^(-1)·h^(-1))的3.32倍;循环实验结果表明,NWO/ZIS样品具有很好的光稳定性;能带结构和光电子动力学表征结果证实了p-n型异质结内建电场驱动的光生载流子的传输机制. 展开更多
关键词 ZnIn_(2)S_(4) NiWO_(4) p-n型异质结 内建电场 光解水析氢
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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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