研究目的
通过氮掺杂碳点(NCDs)修饰三氧化钨(WO3)纳米片以提升光电化学(PEC)水氧化性能的研究。
研究成果
NCDs/WO3光阳极表现出显著增强的PEC性能,其光电流密度比原始WO3高2.25倍,起始电位阴极偏移70 mV。这种改善归因于N掺杂带来的导电性增强和电化学活性表面积扩大。该研究为通过碳材料杂原子掺杂提升PEC水氧化性能提供了一种有前景的策略。
研究不足
该研究聚焦于NCDs对WO3的改性及其对PEC性能的影响,但未探究实际工况下的长期稳定性,也未评估合成方法在工业应用中的可扩展性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用浸渍法构建NCDs/WO3光阳极。方法包括通过种子介导水热法合成WO3纳米片,以及通过回流法合成NCDs。
2:样品选择与数据来源:
样品包括原始WO3纳米片、CDs/WO3和NCDs/WO3光阳极。光电化学性能在1 M H2SO4溶液中于AM 1.5 G光照下评估。
3:5 G光照下评估。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括FEI Quanta 250 FEG(SEM)、FEI/Philips Tecnai G2 20(TEM)、F-4600荧光光谱仪(PL)、U-4100分光光度计(UV-vis)、Nicolet iS5傅里叶变换红外光谱仪、Thermo Scientific K-Alpha X射线光电子能谱仪(XPS)及Bruker D8衍射仪(XRD)。材料包括H2WO4、PVA、H2O2、尿素、草酸、乙腈、HCl和C3N4。
4:PVA、H2O尿素、草酸、乙腈、HCl和C3N4。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:先合成WO3纳米片,再通过浸渍法修饰NCDs。光电化学性能采用三电极体系测量,参比电极为SCE,对电极为Pt片,工作电极为制备的光阳极。
5:数据分析方法:
数据分析包括线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)、入射光电流转换效率(IPCE)测量及氢气检测的气相色谱法。
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