MOFs诱导中空Co3O4/CdIn2S4合成及光催化CO2还原性能研究

光催化二氧化碳转化技术,不仅可以利用取之不尽用之不竭的太阳光能,而且可将二氧化碳转化为高附加值的碳基燃料,受到研究者们的广泛关注。实验设计合成了新颖的中空结构的Co₃O₄/CdIn₂S₄异质结光催化剂。两种半导体的高效耦合作用极大地促进了光生载流子分离,同时形成更多暴露活性位点。基于异质结独特的结构优势,表现出高效的CO₂还原性能,5% Co₃O₄/CdIn₂S₄ 的CO生成速率达74 μmol·g^-1·h^-1,与单体CdIn₂S₄相比,不仅活性得到很大提升,同时CO选择性达到100%。     

In2S3/g-C3N4复合光催化剂的制备及其光催化降解四环素

本文分别采用热缩聚法和水热法合成了g-C₃N₄和In₂S₃,再用简单的机械研磨工艺制备出了In₂S₃/g-C₃N₄复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对In₂S₃/g-C₃N₄复合光催化剂的晶体结构、形貌、微观结构和光学性质进行了表征,在可见光照射下,通过降解四环素(TC)来评价其光催化活性。结果表明,研磨比例为1∶4(摩尔比)的In₂S₃/g-C₃N₄复合光催化剂表现出最佳的光催化性能,在氙灯下TC的光降解表观速率常数是0.025 1 min^-1,分别是In₂S₃和g-C₃N₄的2.9倍和1.6倍,在自然光下TC的光降解表观速率常数是0.010 4 min^-1,分别是In₂S₃和g-C₃N₄的2.6倍和1.4倍。In₂S₃/g-C₃N₄复合光催化剂优异的光催化性能归功于载流子的高效迁移和分离以及增强的光吸收能力。本研究为设计和开发用于抗生素废水处理的可见光响应光催化剂提供了一条有前景的途径。     

Z型异质结In2O3/CdS的合成及光降解抗生素研究

为了拓展对可见光的吸收范围、抑制光生载流子的复合,并增强催化剂的光催化性能,通过将CdS原位生长于In_2O_3表面的方法制备出In_2O_3/CdS催化剂。结果表明:在可见光照射60 min后,In_2O_(3/)CdS异质结对盐酸强力霉素的去除效率达84.0%,远高于In_2O_3和CdS单体的降解效率,降解过程符合一级动力学。In_2O_3/CdS对盐酸强力霉素的降解速率常数为0.028 min~(-1),分别为In_2O_3和CdS单体的13.7倍和1.5倍。自由基捕获实验表明:·O_2~-和·OH是主要的活性基团,光催化性能的提高主要得益于Z型异质结的形成,有效加速了光生电子和空穴的转移和分离效率。     

CdIn2S4纳米材料的制备及其应用进展

CdIn2S4是一种尖晶石结构的三元化合物,在可见光范围内具备优良的光吸收性能,同时具有良好的光催化活性和光化学稳定性,非常适合用作光催化剂.分别对CdIn2S4粉体和CdIn2S4薄膜的制备技术进行了介绍,然后对其在光催化降解有机污染物、光水解制氢以及光电化学领域的研究进展进行了整理总结,望其为进一步开展相关研究提供参考.     

Ag/Ag3PO4/TiO2双异质结催化剂的制备及光催化性能研究

通过紫外光诱导将Ag纳米颗粒沉积在Ag_3PO_4/TiO_2上,构建了Ag/Ag_3PO_4/TiO_2双异质结催化剂,通过废水中残留非那西丁(PNT)降解实验探究其光催化性能。结果表明,在紫外光照射下,以Ag/Ag_3PO_4/TiO_2为催化剂,当Ag_3PO_4质量分数为10%、催化剂用量为0.5 g·L~(-1)、初始pH值为9.0、PNT初始浓度为20 mg·L~(-1)时,PNT的降解效果最好,降解率最高可达97%。光致发光光谱显示,Ag的沉积导致Ag_3PO_4/TiO_2的光催化性能明显增强,对光生电子的转移产生积极作用,对电子-空穴对的复合产生抑制作用。     

n-p异质结型Ag3PO4-LaFeO3/EB复合材料的制备及其光催化性能

以剥离膨润土(EB)为载体,采用原位沉积-沉淀法制备出n-p异质结型Ag3PO4-LaFeO3/EB-40％(40％为LaFeO3的掺杂量,以Ag3PO4和LaFeO3的质量计,下同)复合光催化剂.通过XRD、TEM、XPS、UV-Vis DRS、BET、EIS、瞬态光电流对材料的形貌、晶形结构、光吸收性能、比表面积及光电化学特性进行了表征分析.结果表明,Ag3PO4与LaFeO3形成了紧密的n-p异质结并均匀分散在EB表面,提高了材料对可见光的利用,拓宽了Ag3PO4的光吸收范围,有效促进了光生电子-空穴对的分离.以可见光降解模拟苯酚废水来评价材料的光催化性能,发现Ag3PO4-LaFeO3/EB-40％的速率常数约为纯Ag3PO4的4.2倍,在中性条件下苯酚的降解率约为97.0％,且循环4次后苯酚的降解率仍可达81.6％.     

In2O3/Ag：ZnIn2S4“Type Ⅱ”型异质结构材料的制备及可见光催化性能

采用低温油浴的方法,制备出具有“Type Ⅱ”异质结构的In₂O₃/Ag:ZnIn₂S₄复合材料光催化剂。使用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）以及光电化学测试（PEC）等技术对物相、形貌结构、元素化合状态、光响应特性等方面进行探究。在可见光照射下进行光解水制氢和光降解甲基橙（MO）实验来评价光催化剂的光催化活性,结果表明,粉末状光催化剂 In₂O₃/40.0%（质量分数）Ag:ZnIn₂S₄的光催化制氢速率达到 21.85 μmol·h^-1,约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的57.5倍和1.5倍。在可见光下的降解MO实验中,In₂O₃/40.0% Ag:ZnIn₂S₄光降解速率为0.3466 min^-1,分别约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的105倍和2.1倍。这主要归因于In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄之间形成的“Type Ⅱ”异质结构,促使光生载流子的快速迁移和分离。     

In2O3/Ag：ZnIn2S4“Type Ⅱ”型异质结构材料的制备及可见光催化性能

采用低温油浴的方法,制备出具有“Type Ⅱ”异质结构的In₂O₃/Ag:ZnIn₂S₄复合材料光催化剂。使用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）以及光电化学测试（PEC）等技术对物相、形貌结构、元素化合状态、光响应特性等方面进行探究。在可见光照射下进行光解水制氢和光降解甲基橙（MO）实验来评价光催化剂的光催化活性,结果表明,粉末状光催化剂 In₂O₃/40.0%（质量分数）Ag:ZnIn₂S₄的光催化制氢速率达到 21.85 μmol·h^-1,约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的57.5倍和1.5倍。在可见光下的降解MO实验中,In₂O₃/40.0% Ag:ZnIn₂S₄光降解速率为0.3466 min^-1,分别约是In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄的105倍和2.1倍。这主要归因于In₂O₃和Ag:ZnIn₂S₄之间形成的“Type Ⅱ”异质结构,促使光生载流子的快速迁移和分离。     

In2O3/CdS复合物的制备及光催化性能

以氧化铟(In_2O_3)纳米球作为基体,采用水热法制备了氧化铟/硫化镉(In_2O_3/CdS)复合光催化剂,并利用XRD、SEM等对所制备复合光催化剂进行了表征。结果表明:复合光催化剂由立方相的In_2O_3纳米球和六方相CdS棒状结构组成,且In_2O_3纳米球附着于CdS棒状结构表面上。光学性能测试和光降解实验发现:所得复合光催化剂与纯In_2O_3和纯CdS相比,不仅光响应范围增加,而且光催化亚甲基蓝(MB)的活性也得到显著改善。当In_2O_3/CdS中n(In_2O_3)∶n(CdS)=1∶4时,光催化效率改善尤为明显,当复合催化剂的质量为0.05 g时,MB转化率达到96.2%;这可能是由于CdS接受In_2O_3表面上的光生电子,减少了光生电子与空穴的复合机会,因而提高了光催化降解能力。     

3D/2D ZnIn2S4/BiFeO3 as S-scheme heterojunction photocatalyst for boosted visible-light hydrogen evolution

Photocatalytic H₂ evolution technique has been proved to be one of the promising approaches to overcome the present energy and environmental issues caused by the combustion of fossil fuel. Constructing heterojunction can realize the efficient separation and migration of charges and thus achieve enhanced H₂ evolution performance. Herein, we designed and prepared a ZnIn₂S₄/BiFeO₃ heterojunction photocatalyst with a 3D/2D structure via an ultrasonic self-assembly process. The typical 3D/2D structure with intimate interface was obtained, which not only provided more active sites but also boosted the migration of photogenerated charges. The optimal mass ratio of BiFeO₃ in ZnIn₂S₄/BiFeO₃ was determined to be 10%, and a 10.5-fold increase in H₂ evolution rate in comparison with of pure ZnIn₂S₄ was achieved. Furthermore, the ZnIn₂S₄/BiFeO₃ composite exhibited excellent recyclability and structural stability based on cycling experiment. A S-scheme heterojunction mechanism was revealed according to the experimental results of photocatalytic H₂ evolution and electrochemical tests.     

超声辅助制备In_2S_3纳米微球及其光催化性能研究

以硝酸铟和硫代乙酰胺为原料,乙醇为溶剂在室温下超声得到In2S3纳米微球。用XRD、SEM对产物结构和形貌进行表征。以甲基橙溶液为模型污染物,考察In2S3在紫外光照射下的光催化性能。结果表明,微球为较纯的立方相β-In2S3,为In2S3纳米粒自组装微球,直径0.5~1μm。     

Controlled synthesis of Bi2O3/BiOBr/Zn2GeO4 heterojunction photocatalysts with enhanced photocatalytic activity

BiOBr/Zn₂GeO₄ heterojunctions decorated by Bi₂O₃ quantum dots (QDs; named as Bi₂O₃/BiOBr/Zn₂GeO₄ hereafter) with intriguing micro/nanostructures have been constructed via a two‐step hydrothermal route. The compositions, phases, and morphologies of Bi₂O₃/BiOBr/Zn₂GeO₄ were investigated in detail. The light absorption ability, photocurrent responses, and photocatalytic degradation of methylene blue (MB) experiments were performed to evaluate the photocatalytic activity of the micro/nanoheterostructured Bi₂O₃/BiOBr/Zn₂GeO₄, which present a degradation efficiency of 88% after 240 minutes under light irradiation (λ = 300‐600 nm) over 100 mg Bi₂O₃/BiOBr/Zn₂GeO₄ in a 100 mL, 4 mg/L MB solution. The photocatalytic performance could be retained for at least four runs, indicating its excellent reusability for the degradation of MB in aqueous solution. It is found that the photodegradation of MB over Bi₂O₃/BiOBr/Zn₂GeO₄ is mainly ascribed to a hole oxidation mechanism in combination with a superoxide oxidation process. The high photocatalytic performance of Bi₂O₃/BiOBr/Zn₂GeO₄ upon UV light irradiation can be attributed to the effective charge separation and smoothly transferring of the photogenerated charge carriers throughout the heterojunction. The feasible strategy of preparing Bi₂O₃/BiOBr/Zn₂GeO₄ ternary composites is also of benefit to fabricate other efficient heterojunction catalysts with specific morphologies and properties.