研究目的
通过氮化硼壳层包覆提升CdS纳米棒光催化产氢活性与稳定性研究。
研究成果
CdS@BN核壳纳米棒在可见光照射下表现出显著增强的光催化产氢活性和稳定性，其中包覆5 wt% BN的CdS纳米棒实现了最佳性能。CdS核与BN壳之间的紧密界面接触促进了光生电子-空穴对的分离与转移，从而提升了光催化性能。
研究不足
该研究聚焦于提升光催化产氢活性与稳定性，但未探究合成方法的可扩展性及光催化剂在大规模应用中的经济可行性。
1：实验设计与方法选择：
采用溶剂热法与化学吸附自组装法合成了核壳结构CdS@BN纳米棒。
2：样品选择与数据来源：
CdS纳米棒通过溶剂热法制备，BN粉末用于包覆。
3：实验设备与材料清单：
聚四氟乙烯内衬不锈钢高压反应釜、XRD、TEM、紫外-可见分光光度计、XPS、BET法、PL荧光光谱仪、CHI 660E电化学工作站、密封圆柱形石英槽、300 W氙灯。
4：实验步骤与操作流程：
先合成CdS纳米棒，再通过化学吸附法包覆BN，在可见光照射下进行光催化产氢反应。
5：数据分析方法：
通过在线气相色谱仪分析产氢量，以420 nm激发波长测定表观量子效率。
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Transmission electron microscope (TEM)
JEM-2010
JEOL
Used to investigate the fine microstructures of bare CdS NRs and CBN5.
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UV-vis spectrophotometer
UV-2401
Shimadzu
Used to detect the absorbance of photocatalysts at wavelength of 200–800 nm.
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X-ray photoelectron spectroscope (XPS)
Escalab 250
ThermoFisher
Used to measure the chemical compositions of CBN5.
-
Shimadzu RF-5301PC spectrofluorometer
RF-5301PC
Shimadzu
Used to record photoluminescence spectra (PL) of the photocatalysts.
-
CHI 660E electrochemical work station
660E
CHI
Used to test the transient photocurrent responses (I-t curves) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).
-
BN powder
Shanghai Titan Technology Co., Ltd
Used as a coating material for CdS NRs to form core-shell photocatalysts.
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Teflon-lined stainless-steel autoclave
Used for the solvothermal synthesis of CdS NRs.
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X-ray diffraction (XRD)
Used to determine the crystalline structures of the samples.
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Brunauer-Emmett-Teller (BET) method
ASAP 2010
Used to determine the surface areas and pore structures of bare CdS NRs and CBN5.
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Xe lamp
300 W
Bjnbet Company
Used as the visible light source for photocatalytic hydrogen evolution experiments.
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