研究目的
研究可见光照射对CoNi2S4/CdWO4可控花球状光催化剂产氢性能的影响。
研究成果
CNS/CW-3复合光催化剂在可见光下表现出高产氢活性(5小时内产生269.08微摩尔)和稳定性,这归因于其可控的形貌、大的比表面积以及高效的电荷分离。最佳CoNi2S4负载量为20 wt%,该复合材料在光催化应用方面显示出潜力。
研究不足
该研究指出,过量的CoNi2S4负载会因活性位点被遮蔽而降低光催化活性,稳定性测试显示多次循环后产氢量下降,可能是由于敏化剂降解或离心过程中催化剂流失所致。该复合材料的性能受限于特定pH值和曙红Y浓度范围。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用两步水热法合成CdWO4纳米棒和CoNi2S4纳米颗粒,使用叔丁醇(TBA)调控CoNi2S4形貌为球状,旨在构建具有更高比表面积和电荷传输特性的复合光催化剂以实现可见光产氢。
2:样品选择与数据来源:
样品包括纯CdWO4、纯CoNi2S4及不同质量比(CNS/CW-1至CNS/CW-5)的CoNi2S4/CdWO4复合材料,所用化学试剂均直接使用未进一步提纯。
3:纯CoNi2S4及不同质量比(CNS/CW-1至CNS/CW-5)的CoNi2S4/CdWO4复合材料,所用化学试剂均直接使用未进一步提纯。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含聚四氟乙烯内衬高压反应釜(水热合成)、XRD(理学Smartlab,晶体结构分析)、UV-2550分光光度计(紫外-可见漫反射)、SEM(蔡司EVO 18)与TEM(形貌表征)、BET分析仪(ASAP 2020M,比表面积)、荧光光谱仪(PL光谱)、气相色谱仪(SP2100,氢气检测)及电化学工作站(CHI 660D,光电化学测试)。材料包括二水合钨酸钠、硝酸镉、硝酸钴、硝酸镍、硫脲、氨水、叔丁醇、曙红Y、三乙醇胺及去离子水。
4:实验流程与操作步骤:
合成过程包括前驱体溶解、180°C水热反应指定时间、洗涤干燥;光催化测试在石英瓶中进行,以白光灯光源、曙红Y为敏化剂、三乙醇胺为牺牲剂,在无氧条件下完成;电极通过将催化剂悬浮液沉积于ITO玻璃制备。
5:数据分析方法:
采用XRD进行物相鉴定,UV-vis通过Eg=1240/λ计算带隙,BET测定比表面积,PL分析电荷复合,GC定量氢气产量,电化学测量(光电流、LSV、EIS)评估电子转移效率。
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