研究目的
通过构建g-C3N4/CoN异质结构来开发高效的水分解产氧光催化剂,以增强电荷载流子分离和反应动力学。
研究成果
g-C3N4/CoN异质结构通过改善电荷分离和加速反应动力学,显著增强了光催化产氧性能。与g-C3N4/Ni物理混合后可在可见光下实现水的化学计量产氢产氧,展示了通过表面改性和助催化剂负载实现全水分解的可行途径,不过当前活性仍较低需进一步优化。
研究不足
由于物理混合复合材料中颗粒间电荷转移效率低下,光催化全分解水活性仍然很低。该研究仅限于特定材料和条件,可能未涉及规模化应用或长期稳定性问题。
1:实验设计与方法选择:
采用沉淀-氮化两步法合成g-C3N4/CoN异质结构,在可见光照射下评估其光催化活性。
2:样品选择与数据来源:
样品包括原始g-C3N4、不同CoN含量(2.5%、5%、10%、20%)的g-C3N4/CoN以及不同Ni含量(5%、7.5%、10%、15%)的g-C3N4/Ni。数据通过表征技术和光催化反应获取。
3:不同CoN含量(5%、5%、10%、20%)的g-C3N4/CoN以及不同Ni含量(5%、5%、10%、15%)的g-C3N4/Ni。数据通过表征技术和光催化反应获取。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:尿素、Co(NO3)2·6H2O、NaCl、六亚甲基四胺、NiCl2·6H2O、NaH2PO2、三乙醇胺、AgNO3、La2O3、蒸馏水、乙醇。设备:陶瓷坩埚、离心机、炉子、场发射扫描电镜(JEOL JSM-7800F)、透射电镜(FEI Tecnai G2 F30 S-Twin)、X射线衍射仪(PANalytical X'pert MPD Pro)、紫外-可见分光光度计(HITACHI U4100)、傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet AVATAR 360)、光致发光光谱仪(PTI QM-4)、X射线光电子能谱仪(Kratos Axis-Ultra DLD)、比表面积分析仪(Micromeritics ASAP 2020)、电化学工作站(CHI 760D)、配备热导检测器的气相色谱仪、带截止滤光片的氙灯。
4:2O、NaCl、六亚甲基四胺、NiCl2·6H2O、NaH2PO三乙醇胺、AgNOLa2O蒸馏水、乙醇。设备:
4. 实验步骤与操作流程:g-C3N4通过加热尿素至550°C合成。g-C3N4/CoN通过将g-C3N4分散于含钴前驱体溶液中,经加热、离心、干燥和氨气退火制备。g-C3N4/Ni通过光沉积法制备。光催化反应在密闭反应器中进行并光照,产生的气体通过气相色谱仪测量。
5:0)、傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet AVATAR 360)、光致发光光谱仪(PTI QM-4)、X射线光电子能谱仪(Kratos Axis-Ultra DLD)、比表面积分析仪(Micromeritics ASAP 2020)、电化学工作站(CHI 760D)、配备热导检测器的气相色谱仪、带截止滤光片的氙灯。 实验步骤与操作流程:
5. 数据分析方法:XRD分析晶体结构,SEM/TEM观察形貌,UV-vis测定光学性质,PL分析电荷复合,XPS研究化学状态,BET测定比表面积,电化学测量(LSV、EIS、M-S)评估电催化性能,GC测定气体产生速率。
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Micromeritics
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