研究目的
研究基于La5Ti2CuxAg1-xS5O7的光催化剂在粉末悬浮体系中实现Z型全水分解的性能,特别确定La5Ti2AgS5O7为最有效材料,并理解其与颗粒片状体系相比在优化策略上的差异。
研究成果
La5Ti2AgS5O7与Pt和NiS助催化剂共负载时,在粉末悬浮体系中展现出最高的Z型水分解性能,在420 nm波长下实现了0.12%的表观量子产率(AQY)。这与颗粒片层体系形成对比——后者通过p型掺杂和固溶体提升活性,凸显了针对不同体系实施优化策略的必要性。
研究不足
表观量子产率相对较低(420 nm处为0.12%),且随时间推移会发生失活,可能是由光腐蚀所致。在颗粒片层体系中有效的优化策略并不适用于粉末悬浮体系,从而限制了其普适性。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过固相反应合成了La5Ti2CuxAg1-xS5O7(x=0-1)光催化剂,采用XRD、DRS、SEM、HR-TEM、XPS、XANES和EXAFS进行表征,并评估其在可见光照射下的光催化产氢及Z型水分解活性。
2:样品选择与数据来源:
样品包括LTA、LTC、LTCA和Ga-LTCA,按所述方法制备并表征。数据来自水溶液中的光催化反应。
3:实验设备与材料清单:
设备包括配备截止滤光片(λ>420 nm)的300 W氙灯、XRD、DRS、SEM、HR-TEM、XPS、XANES和EXAFS仪器。材料包括Na2S、Na2SO3、NaI、Pt、NiS和WO3。
4:2S、Na2SONaI、Pt、NiS和WO3。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过浸渍法和原位沉淀法负载助催化剂(Pt、NiS)。在含牺牲试剂的溶液中测试光催化产氢性能,Z型水分解实验以PtOx-WO3为氧析出助催化剂、I3?/I?为氧化还原介质。
5:数据分析方法:
以H2和O2生成速率衡量活性,并计算表观量子效率(AQY)。通过分析表征数据理解材料特性及助催化剂作用。
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Xe lamp
300 W
Light source for photocatalytic reactions under visible light irradiation.
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XRD
Characterization of crystal structure of photocatalyst samples.
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DRS
Measurement of UV-vis diffuse reflectance spectra to determine absorption properties.
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SEM
Imaging of particle morphology of photocatalyst samples.
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HR-TEM
High-resolution transmission electron microscopy for detailed imaging of cocatalyst distribution.
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XPS
X-ray photoelectron spectroscopy for surface chemical analysis.
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XANES
X-ray absorption near-edge structure for electronic structure analysis.
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EXAFS
Extended X-ray absorption fine structure for coordination information.
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