研究目的
研究利用金属有机框架/g-C3N4衍生的碳/g-C3N4杂化材料包覆的Ni2P/Ni增强光催化产氢性能。
研究成果
Ni2P/Ni@C/g-C3N4复合材料因碳桥促进的高效电荷分离及各组分间协同效应，展现出优异的光催化产氢性能。最佳退火温度为550°C，可产生高产氢速率与量子效率。该方法为可持续能源应用提供了无贵金属的替代方案，未来研究建议聚焦机理完善与实际应用推广。
研究不足
该研究仅限于受控条件下的实验室规模实验，未涉及可扩展性和实际应用可行性。潜在优化方向包括探索其他金属有机框架（MOF）前驱体或助催化剂，以及提升其在不同环境条件下的稳定性。
1：实验设计与方法选择：
通过热解和磷化Ni-MOF/g-C3N4前驱体合成Ni2P/Ni@C/g-C3N4复合材料，以改善电荷分离和产氢效率。理论模型包括能带排列分析和电子转移机制。
2：样品选择与数据来源：
样品包括溶剂热法合成的Ni-MOF、三聚氰胺热解制备的g-C3N4，以及450-600°C退火处理的复合材料。数据来源于表征技术和光催化测试。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Rigaku D-MAX 2500/PC X射线衍射仪、Thermo Scientific Kα X射线光电子能谱仪、Lambda 750紫外/可见/近红外分光光度计、TESCAN-VEGA3扫描电镜、Bruker super-X EDS（用于扫描透射电镜能谱）、F-4500荧光分光光度计（用于光致发光）、Renishaw InVia显微拉曼光谱仪、300W氙灯（光源）、GC-7920气相色谱系统、CEL-NP2000光功率计、CHI 660D电化学工作站、IM6e电化学站。材料包括Ni-MOF、g-C3N4、次磷酸钠、曙红Y、三乙醇胺、氮气。
4：次磷酸钠、曙红Y、三乙醇胺、氮气。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过自组装法制备Ni-MOF/g-C3N4，在氮气氛围下指定温度退火，随后用次磷酸钠在300°C进行磷化处理。光催化产氢实验在石英烧瓶中进行，以曙红Y为敏化剂、三乙醇胺为牺牲剂，在可见光照射下通过气相色谱定量氢气。光电化学测量采用三电极体系进行电极制备与分析。
5：数据分析方法：
通过XRD进行物相鉴定，XPS分析元素价态，UV-Vis研究光学性质，SEM/TEM观察形貌，PL分析电荷转移，拉曼光谱评估碳石墨化程度，光电流和电化学阻抗测试电化学性能，并对产氢速率进行统计分析。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
X-ray diffractometer
Rigaku D–MAX 2500/PC
Rigaku
Collecting powder X-ray diffraction data for phase identification.
-
X-ray photoelectron spectrometer
Thermo Scientific Kα
Thermo Scientific
Recording X-ray photoelectron spectra for elemental analysis.
-
UV/VIS/NIR spectrometer
Lambda 750
PerkinElmer
Recording UV–visible diffuse reflectance spectra for optical properties.
-
Energy dispersive spectroscopy
Bruker super-X EDS
Bruker
Elemental mapping and analysis coupled with STEM.
-
Fluor-spectrophotometer
F-4500 FL
Hitachi
Recording photoluminescence spectra for charge transfer analysis.
-
Scanning electron microscopy
TESCAN-VEGA3
TESCAN
Investigating morphology of samples.
-
Micro-Raman spectrometer
Renishaw InVia
Renishaw
Recording Raman spectra for carbon structure analysis.
-
Xe lamp
300-W
Used as visible-light source for photocatalytic reactions.
-
Gas chromatography system
GC-7920
Determining the amount of H2 evolved during photocatalytic reactions.
-
Optical power meter
CEL-NP2000
Beijing China Education Au-Light Co., Ltd
Determining photon flux of incident light for AQE calculations.
-
Electrochemical workstation
CHI 660D
Chenhua Instrument
Performing photocurrent measurements and Mott-Schottky analyses.
-
Electrochemical station
IM6e
Zahner Elektrik
Measuring electrochemical impedance spectra.
-
登录查看剩余10件设备及参数对照表
查看全部
