研究目的
比较三种合成方案制备的TiO2与g-C3N4二维/二维纳米复合材料在可见光诱导产氢方面的性能,重点关注界面结构与光催化效果。
研究成果
通过三种方法制备的TiO2/g-C3N4纳米复合材料在可见光下表现出增强的光催化析氢性能,其中共价键Ti-O-N(溶剂热法和共煅烧法)比静电相互作用(电荷诱导聚集法)更有利于电荷分离。保持较大的比表面积对助催化剂沉积和活性至关重要。本研究为利用丰富地球元素材料设计高效光催化剂提供了思路。
研究不足
该研究仅限于二元TiO2/g-C3N4复合材料;未探索含额外元素的三元复合材料。该方法可能存在规?;侍猓夜獯呋阅芸赡苁懿辛粲谢锘蛱囟ê铣商跫跋?。
1:实验设计与方法选择:
采用三种合成方法制备TiO?/g-C?N?纳米复合材料——溶剂热原位生长法(方法Ⅰ)、共煅烧法(方法Ⅱ)和电荷诱导聚集法(方法Ⅲ),旨在调控界面特性以实现载流子分离与电子转移。
2:样品选择与数据来源:
前驱体包括TiO?纳米片、g-C?N?(CN)、氧化g-C?N?(O-CN)、氢化g-C?N?(H-CN)及其复合物,材料按指定方案合成或采购。
3:实验设备与材料清单:
设备含高压反应釜、马弗炉、离心机、超声波仪、TGA、XRD、FTIR、BET分析仪、SEM、TEM、XPS、紫外-可见漫反射光谱仪、PL光谱仪及配备氙灯与气相色谱仪的光催化测试系统;材料包含Pluronic P123、TTIP、HCl、乙二醇、三聚氰胺、乙醇、NaBH?、H?PtCl?、TEOA,供应商包括Sigma-Aldrich和阿拉丁。
4:TTIP、HCl、乙二醇、三聚氰胺、乙醇、NaBH?、H?PtCl?、TEOA,供应商包括Sigma-Aldrich和阿拉丁。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:各方法具体步骤为:150℃溶剂热生长20小时、450℃共煅烧2小时、超声波诱导电荷聚集;表征手段包括TGA、XRD、FTIR、BET、SEM、TEM、XPS、紫外-可见漫反射光谱、PL;光催化测试使用50mg催化剂与50mL溶液(含20%TEOA和3%Pt助催化剂),可见光(λ>400nm)照射,氢气产量通过气相色谱仪测定。
5:数据分析方法:
采用BET分析比表面积,XRD分析结晶度,XPS分析化学状态,紫外-可见漫反射光谱分析带隙,PL分析载流子复合,气相色谱仪测定氢气生成速率。
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Pluronic P123
EO20PO70EO20, MW = 5800
Sigma-Aldrich
Template for solvothermal synthesis of TiO2 nanosheets
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