研究目的
制备超薄二维II型p-n异质结La2Ti2O7/In2S3,以实现高效电荷分离并增强可见光照射下的光催化产氢性能。
研究成果
通过紧密面-面接触构建的二维II型p-n异质结La2Ti2O7/In2S3因实现高效电荷分离与延长电荷寿命,展现出显著增强的光催化产氢性能。该策略在光电子学和传感器领域应用前景广阔,且有望推广至其他材料体系。
研究不足
该研究仅限于特定的La2Ti2O7/In2S3质量比和可见光条件;实际应用中的可扩展性和长期稳定性可能需要进一步研究。优化合成参数和探索其他材料组合可能提升性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过水热法合成La2Ti2O7纳米片、回流法合成In2S3纳米片,随后利用库仑力驱动的自组装过程构建异质结。在可见光下评估光催化活性,并进行光电化学测量以分析电荷分离情况。
2:样本选择与数据来源:
样本包括原始La2Ti2O7、In2S
3:In2S其物理混合物以及不同质量比(
3、其物理混合物以及不同质量比(2.5:
4:0至
1.0)的异质结。数据来源于材料表征和性能测试。
5:0)的异质结。数据来源于材料表征和性能测试。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括X射线衍射仪(布鲁克D8 Focus)、扫描电镜(日立S4800)、透射电镜(日本电子JEM-2100)、紫外-可见分光光度计(JASCO-750)、BET比表面积分析仪(麦克默瑞提克TriStar 3000)、傅里叶变换红外光谱仪(赛默飞世尔NICOLET IS10)、X射线光电子能谱仪(赛默飞世尔Escalab 250)、拉曼光谱仪(雷尼绍inVia)、光催化反应器(普林塞斯Labsolar-IIIAG)、氙灯(普林塞斯PLX-SXE300)、气相色谱仪(天美GC7900)和电化学工作站(泽纳)。材料包括La(NO3)3·xH2O(阿拉丁,99%)、Ti(SO4)2(阿拉丁,99.99%)、In(NO3)3·4H2O、CTAB、TAA、DMF、Na2S、Na2SO3、H2PtCl6、FTO玻璃和电解质。
6:0)、透射电镜(日本电子JEM-2100)、紫外-可见分光光度计(JASCO-750)、BET比表面积分析仪(麦克默瑞提克TriStar 3000)、傅里叶变换红外光谱仪(赛默飞世尔NICOLET IS10)、X射线光电子能谱仪(赛默飞世尔Escalab 250)、拉曼光谱仪(雷尼绍inVia)、光催化反应器(普林塞斯Labsolar-IIIAG)、氙灯(普林塞斯PLX-SXE300)、气相色谱仪(天美GC7900)和电化学工作站(泽纳)。材料包括La(NO3)3·xH2O(阿拉丁,99%)、Ti(SO4)2(阿拉丁,99%)、In(NO3)3·4H2O、CTAB、TAA、DMF、Na2S、Na2SOH2PtClFTO玻璃和电解质。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:纳米片合成、将悬浮液在DMF中混合制备异质结、煅烧、通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、BET、FT-IR、XPS、Raman进行表征、使用Pt助催化剂进行光催化产氢测试以及在三电极体系中进行的PEC测量。
7:数据分析方法:
使用光谱软件套件分析数据,采用BET模型计算比表面积,并运用统计方法处理光催化速率和PEC数据。
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