研究目的
通过用PtPd合金纳米颗粒作为助催化剂修饰g-C3N4纳米片,以提高其在可见光照射下产氢的光催化活性。
研究成果
PtPd/g-C3N4复合光催化剂在可见光下表现出显著增强的光催化产氢性能,这归因于电荷分离的改善和复合的减少,在0.2 wt%负载量和Pt:Pd比例为1:1时达到最佳性能。添加K2HPO4进一步提高了产氢速率。该催化剂在多次循环中表现出良好的稳定性,PtPd与g-C3N4之间的协同效应是活性增强的关键,表明其在可再生能源技术中具有潜在应用价值。
研究不足
该研究仅限于特定条件下的实验室规模实验,向工业应用扩展可能面临挑战。贵金属(铂和钯)的使用增加了成本,且涉及磷酸氢二钾的作用机制可能无法完全推广至其他体系。进一步优化负载比例并探索替代助催化剂可能会有所助益。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用化学沉积沉淀法合成PtPd/g-C3N4复合材料,通过XRD、TEM、HRTEM、XPS、UV-vis DRS、PL光谱、SPV和光电流测量分析其结构、光学及电子特性。
2:样品选择与数据来源:
g-C3N4纳米片由尿素经热氧化刻蚀制备;PtPd/g-C3N4复合材料以不同质量比和Pt/Pd原子比,使用H2PtCl6、PdCl2和乙二醇中的水合肼合成。
3:PdCl2和乙二醇中的水合肼合成。 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(XRD,Cu Kα辐射)、TEM和HRTEM(FEI Tecnai G2 F20显微镜)、紫外-可见分光光度计(日立UV-4100)、XPS(赛默飞世尔ESCALAB 250XI)、荧光光谱仪(FLS980)、光催化系统(Perfectlight Labsolar IIIAG,配300W氙灯和紫外截止滤光片)、气相色谱仪(北分3420A)、SPV光谱仪(PL-SPS/IPCE1000)和电化学工作站(CHI)。材料包括尿素、乙二醇、H2PtCl6、PdCl2、水合肼、三乙醇胺(TEOA)、K2HPO4、去离子水、乙醇、Nafion溶液和Na2SO4电解质。
4:0)、XPS(赛默飞世尔ESCALAB 250XI)、荧光光谱仪(FLS980)、光催化系统(Perfectlight Labsolar IIIAG,配300W氙灯和紫外截止滤光片)、气相色谱仪(北分3420A)、SPV光谱仪(PL-SPS/IPCE1000)和电化学工作站(CHI)。材料包括尿素、乙二醇、H2PtClPdCl水合肼、三乙醇胺(TEOA)、K2HPO去离子水、乙醇、Nafion溶液和Na2SO4电解质。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:g-C3N4合成包括将尿素在550°C加热4小时并在500°C刻蚀2小时。PtPd/g-C3N4合成涉及将g-C3N4分散于乙二醇中,加入H2PtCl6和PdCl2,用水合肼还原,洗涤、干燥并在Ar下300°C退火。光催化测试在石英反应器中进行,以可见光照射,TEOA为牺牲剂,并添加K2HPO4;气体分析通过GC完成。
5:数据分析方法:
数据通过XRD分析晶体学、TEM/HRTEM分析形貌、XPS分析元素状态、UV-vis DRS分析光学性质、PL分析电荷复合、SPV分析电荷分离、光电流分析动力学,GC用于H2定量;AQY通过公式(1)计算。
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-
Transmission electron microscope
FEI Tecnai G2 F20
FEI
Morphology and crystallography investigation
-
UV-vis spectrophotometer
Hitachi UV-4100
Hitachi
Detect UV-vis diffuse reflection spectroscopy
暂无现货
预约到货通知
-
X-ray photoelectron spectrometer
Thermo ESCALAB 250XI
Thermo
Analyze element-valence state of samples
暂无现货
预约到货通知
-
Electrochemical workstation
CHI
CHI
Conduct photocurrent measurements
暂无现货
预约到货通知
-
Lock-in amplifier
SR830
Stanford Research Systems, Inc.
Part of SPV measurement system
暂无现货
预约到货通知
-
Light chopper
SR 540
Stanford Research Systems, Inc.
Part of SPV measurement system
暂无现货
预约到货通知
-
X-ray diffractometer
Cu Kα radiation
Investigate crystallographic texture of samples
暂无现货
预约到货通知
-
Fluorescence spectrometer
FLS980 Series
Provide photoluminescence spectrum
暂无现货
预约到货通知
-
Photocatalytic system
Perfectlight Labsolar IIIAG
Perfectlight
Perform photocatalytic H2 evolution test
暂无现货
预约到货通知
-
Gas chromatograph
Beifen 3420A
Beifen
Detect gas produced during reaction
暂无现货
预约到货通知
-
Surface photovoltage spectroscope
PL-SPS/IPCE1000
Beijing Perfect Light Technology Co., Ltd.
Carry out surface photovoltage measurements
暂无现货
预约到货通知
-
登录查看剩余9件设备及参数对照表
查看全部