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合理设计的 Ti3C2/N、S-TiO2/g-C3N4 三元异质结构与空间电荷分离增强光催化析氢
Journal of Colloid and Interface Science ( IF 9.4 ) Pub Date : 2022-04-15 , DOI: 10.1016/j.jcis.2022.04.071 Lijarani Biswal 1 , Susanginee Nayak 1 , Kulamani Parida 1
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更新日期:2022-04-15
Journal of Colloid and Interface Science ( IF 9.4 ) Pub Date : 2022-04-15 , DOI: 10.1016/j.jcis.2022.04.071 Lijarani Biswal 1 , Susanginee Nayak 1 , Kulamani Parida 1
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电荷分离和转移是主导光催化系统底层能量转换机制的主要问题。构建基于半导体的异质结系统被认为是促进光催化水分解系统中空间电荷分离和转移的可行选择。在这里,我们通过热退火和超声辅助浸渍法设计了 Ti 3 C 2 /N、S-TiO 2 /gC 3 N 4三元异质结,该异质结具有精心设计的n - n异质结和无贵金属肖特基结,可提供充足的氢气。进化。4 wt% Ti 3 C 2的最佳含量在 N 上,S-TiO 2 /gC 3 N 4 (4-TC/NST/CN) 的氢生成率最高 495.06 mol h -1分别比原始的 N、S 掺杂的 TiO 2、gC 3 N 4和二元杂化物(N、S 掺杂的TiO 2 /gC 3 N 4)高出 3.1、4.1 和 1.6 倍,为 7%表观转换效率(ACE)。由于双异质结( n - n异质结和肖特基结)的形成,活性的增加被描述为稳健的光生载流子分离和双电荷转移通道。XRD 和拉曼结果表明,由于 Ti 3 C之间的强相互作用, Ti 3 C 2在异质结中的占据。2,用N、S掺杂的TiO 2和gC 3 N 4。HRTEM分析证实Ti 3 C 2、N、S掺杂的TiO 2和gC 3 N 4之间形成了紧密的界面结。此外,较高的光电流、较低的 PL 强度和较低的电弧阻抗表明 4-TC/NST/CN 异质结中的电荷载流子复合率较低。这项工作代表了一项重大进展,为基于 MXene 的三元混合系统的未来设计奠定了良好的基础,以实现 H 2生产活动的显着电荷载流子分离和转移。
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