研究目的
研究蒙脱土(MMT)分散的g-C3N4/TiO2杂化纳米复合材料的制备及其在甘油-水混合体系中增强光催化产氢的性能。
研究成果
g-C3N4/MMT/TiO2复合材料由于MMT实现了高效的电荷分离与捕获,在多次循环中展现出增强的光催化产氢性能及高稳定性。该研究为利用低成本材料实现可持续制氢提供了可行方案。
研究不足
该研究在工业应用的可扩展性方面可能存在局限,蒙脱土(MMT)负载量可能需要优化以避免遮光效应,且需进一步研究超过三个循环的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用溶胶-凝胶辅助水热法制备复合光催化剂,旨在通过增强光吸收和电荷分离来提高产氢效率。理论模型包括用于电荷转移的Z型异质结。
2:样品选择与数据来源:
样品包括TiO2、g-C3N4、MMT及其复合物。材料均为市售商用,未经纯化直接使用。
3:g-C3NMMT及其复合物。材料均为市售商用,未经纯化直接使用。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括XRD(Cu-Kβ辐射,40 kV,30 mA)、XPS(岛津Ultra DLD分析仪,150 W)、场发射扫描电镜(Crossbeam 340)、透射电镜(日立HT7700)、紫外-可见分光光度计(安捷伦Cary 100,型号G9821A)、拉曼光谱仪(HORIBA LabRAM HR Evolution)、傅里叶变换红外光谱仪(珀金埃尔默,岛津IRTrace 100型号)以及配备35 W HID氙灯的石英光反应器。材料:四异丙醇钛(98%,默克)、异丙醇(QReC)、三聚氰胺(西格玛奥德里奇)、乙酸(99.98%,QReC)、蒙脱土(西格玛奥德里奇)。
4:0)、透射电镜(日立HT7700)、紫外-可见分光光度计(安捷伦Cary 100,型号G9821A)、拉曼光谱仪(HORIBA LabRAM HR Evolution)、傅里叶变换红外光谱仪(珀金埃尔默,岛津IRTrace 100型号)以及配备35 W HID氙灯的石英光反应器。材料:
4. 实验流程与操作步骤:TiO2通过溶胶-凝胶法制备;g-C3N4由三聚氰胺煅烧制得;复合物通过在异丙醇中分散MMT于g-C3N4和TiO2上,经超声、搅拌、干燥和煅烧处理获得。光催化测试包括将催化剂分散于甘油-水溶液中,通入氮气,可见光照射,并用氢气分析仪检测产氢量。
5:98%,QReC)、蒙脱土(西格玛奥德里奇)。 实验流程与操作步骤:
5. 数据分析方法:采用表征技术(XRD、XPS等)和产氢速率的统计对比进行数据分析。
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X-ray photoelectron spectroscopy analyzer
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Shimadzu
To analyze chemical composition and binding energies
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Transmission electron microscope
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Shimadzu
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X-ray diffractometer
Cu-K-beta radiation sources, 40 kV, 30 mA
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35 W HID
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