研究目的
制备并评估一种新型CuInS2/TiO2异质结,以增强不同光照条件下有机污染物的光降解和氢气产生。
研究成果
CIS-TO异质结因敏化作用和异质结形成而表现出增强的光催化活性,在可见光和紫外-可见光下具有不同的电荷转移机制。该材料展现出高稳定性及在环境和能源应用中的潜力,表明需要进一步优化和机理研究。
研究不足
某些复合材料中CuInS2含量过低,XRD无法检测到。由于活性位点被覆盖,多次循环后降解效率下降。本研究局限于特定条件(如光源、污染物),可能不适用于其他体系。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用原位生长法制备CuInS?/TiO?异质结,通过XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis漫反射光谱及光电化学测试进行表征,在可见光和紫外-可见光下测试了RhB降解与产氢的光催化活性。
2:样品选择与数据来源:
样品包括纯TiO?、CuInS?及不同CIS-TO复合比例(0.1%、0.5%、1%、2.5%、5%)。以RhB为模型污染物,产氢实验使用牺牲剂(Na?S和Na?SO?)。
3:1%、5%、1%、5%、5%)。以RhB为模型污染物,产氢实验使用牺牲剂(Na?S和Na?SO?)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含Rigaku D/MAX 3C型XRD、JEOL JSM-6390A扫描电镜、Tecnai G2 F20高分辨透射电镜、Kratos AXIS NOVA XPS、PerkinElmer Lambda 950紫外-可见漫反射仪、CHI 660电化学工作站、岛津UV-3600分光光度计、气相色谱仪(GC 7900)及300W氙灯。材料包括钛酸四丁酯、异丙醇、氯化铜、氯化铟、油胺、硫代乙酰胺、DMF、乙二醇、RhB、Na?S、Na?SO?及各类捕获剂。
4:实验流程与操作步骤:
TiO?通过水热法制备,CIS-TO采用原位生长法。表征包括结构与光学分析,光催化测试含暗吸附平衡、光照、取样与分析环节,光电化学测试采用三电极体系。
5:数据分析方法:
采用动力学模型(如降解速率公式ln(C?/C)=kt)、PL光谱、光电流响应、EIS及重复性统计方法分析数据。
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获取完整内容-
X-ray powder diffractometer
D/MAX 3C
Rigaku
Determining the crystalline phase of the as-prepared products
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Field emission scanning electron microscope
JSM-6390A
JEOL
Characterizing the morphology and size of the products
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X-ray photoelectron spectroscopy
AXIS NOVA
Kratos
Analyzing elements and their valences
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UV–vis spectrophotometer
Lambda 950
PerkinElmer
Comparing optical properties via UV–vis diffuse reflectance spectroscopy
-
UV–vis–NIR Spectrophotometer
UV-3600
SHIMADZU
Detecting absorbance of samples
-
High-resolution transmission electron microscope
G2 F20
Tecnai
Characterizing the morphology and microstructures
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Electrochemical workstation
CHI 660
Measuring photocurrent and electrochemical impedance spectroscopy
-
Gas chromatography
GC 7900
Detecting generated hydrogen
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Xe lamp
300 W
Serving as light source for photocatalytic tests
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