研究目的
通过铜掺杂研究金@硫化镉核壳纳米晶体从n型到p型导电性的转变及其在光电化学水分解中的应用。
研究成果
研究表明,通过铜掺杂可实现金@硫化镉核壳杂化纳米晶体从n型到p型导电性的成功转变,从而制备出无需外加偏压即可稳定产生氢气和氧气的串联光电化学电池。这为开发太阳能制燃料用新型光电极材料开辟了新途径。
研究不足
该研究受限于CdS中因本征硫空位和深能级受主态导致的p型掺杂难题。收集到的氢气量不足表明可能存在铜掺杂剂消耗电子或产生超氧自由基的情况。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用可逆阳离子交换策略,将铜掺杂剂引入Au@CdS核壳型异质纳米晶的CdS壳层中。
2:样品选择与数据来源:
以单分散的Au@CdS核壳型异质纳米晶作为起始材料。
3:实验设备与材料清单:
透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描透射电镜-能量色散X射线光谱(STEM-EDX)元素分布图、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见-近红外分光光度计、用于光电化学(PEC)测量的恒电位仪。
4:实验步骤与操作流程:
该过程包括Cu+与Cd2+之间的阳离子交换反应,随后通过表征和PEC研究确定铜掺杂对导电类型和载流子密度的影响。
5:数据分析方法:
通过开路电位(OCP)、莫特-肖特基(Mott-Schottky)和光电流测量分析导电类型和载流子密度。
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TEM
HITACHI H-7650
HITACHI
Characterization of morphology and crystal lattice details
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HRTEM
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FEI
High-resolution imaging of crystal lattice details
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X-ray diffractometer
Bruker D8
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UV-vis-NIR spectrophotometer
Shimadzu UV-3600
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Recording UV-vis-NIR spectra of samples
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XPS spectrometer
PerkinElmer Physics PHI 5300
PerkinElmer
Obtaining XPS spectra of samples
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