担载Rh量子点三维石墨烯催化剂可见光催化制氢
Photocatalytic Hydrogen Evolution over Rh Quantum Dots Loaded on 3D Graphene under Visible Light Irradiation
作者单位E-mail
甄文龙 中科院兰州化学物理研究所, 羰基合成与选择氧化国家重点实验室, 兰州 730000  
高海波 中科院兰州化学物理研究所, 羰基合成与选择氧化国家重点实验室, 兰州 730000
兰州大学化学化工学院, 兰州 730000 
 
吕功煊 中科院兰州化学物理研究所, 羰基合成与选择氧化国家重点实验室, 兰州 730000 gxlu@lzb.ac.cn 
马建泰 兰州大学化学化工学院, 兰州 730000  
摘要: 利用二维石墨烯易弯曲的特性制备了具有拓扑结构的三维石墨烯(3DGR),并将Rh量子点(Rh QDs)负载于其上得到了三维石墨烯Rh量子点光催化剂,用于光催化制氢反应。由于三维石墨烯具有特殊的拓扑结构,消除了电子在石墨烯层中传递的各向异性,促进了电子进行层间传递,改变了光生电子传递路径,Rh QDs/3DGR催化剂展现出较高的产氢活性和高的稳定性。120 min内累积产氢量为794.2 μmol,在520 nm波长下,表观量子效率达到12.6%。该催化剂也具有较高的光电流、较低的过电位(-0.34 V)和较长的荧光寿命(1.37 ns)。
关键词: 三维石墨烯  铑量子点  光催化制氢  拓扑结构
基金项目: 国家自然科学基金(No.21673262,21173262)和国家自然科学基金重点项目(No.21433007)资助。
Abstract: Based on the two-dimensional graphene's flexible properties, we constructed the 3D graphene with topological structure, and loaded the Rh QDs on it to prepare the Rh QDs/3DGR catalyst, which was used for the photocatalytic hydrogen production reaction. The topological structure of 3D graphene could eliminate anisotropy of electrons and promote the electrons transfer in the graphene layers, which improved the electron transfer rate and the activity and stability of catalyst. The amount of H2 reached 794.2 μmol in 120 min over EY-sensitized Rh/3DGR catalyst, and the corresponding AQE was 12.6% (520 nm). In addition, the Rh/3DGR catalyst showed the largest transient photocurrent, the lowest overpotential (-0.34 V) and the longest fluorescence lifetime (1.37 ns).
Keywords: 3D graphene  Rh QDs  photocatalytic hydrogen generation  topological structure
投稿时间:2017-08-25 修订日期:2017-11-20
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甄文龙,高海波,吕功煊,马建泰.担载Rh量子点三维石墨烯催化剂可见光催化制氢[J].无机化学学报,2018,34(1):20-32.
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