| ZnIn2S4/TiO2/Ag复合光催化剂的制备及分解水制氢性能 |
| ZnIn2S4/TiO2/Ag Composite Photocatalyst: Preparation and Performance for Hydrogen Production from Water Splitting |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 王兰 | 郑州轻工业大学材料与化学工程学院, 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心, 郑州 450001 | | | 史航 | 郑州轻工业大学材料与化学工程学院, 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心, 郑州 450001 | | | 张欢 | 郑州轻工业大学材料与化学工程学院, 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心, 郑州 450001 | | | 陈绮欣 | 郑州轻工业大学材料与化学工程学院, 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心, 郑州 450001 | | | 金宝丹 | 郑州轻工业大学材料与化学工程学院, 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心, 郑州 450001 | | | 张宏忠 | 郑州轻工业大学材料与化学工程学院, 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心, 郑州 450001 | zhz@zzuli.edu.cn |
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| 摘要: 首先采用溶剂热法将1D TiO2纳米带均匀地穿插到片层结构组装而成的3D ZnIn2S4微球中，所形成的异质结构能有效抑制光生电子-空穴对。其次利用光沉积法将0D Ag纳米粒子负载在3D ZnIn2S4/1D TiO2异质结构上。得益于0D Ag纳米粒子的等离子体效应及电子助催化剂作用，三元3D ZnIn2S4/1D TiO2/0D Ag复合光催化剂在分解水制氢方面表现出优异的性能。在模拟太阳光照射下，ZnIn2S4/TiO2/Ag复合光催化剂的产氢速率达到715 μmol·g-1·h-1，相对于ZnIn2S4/TiO2、ZnIn2S4/P25、ZnIn2S4、TiO2和P25分别提高了2.7倍、3.3倍、3.8倍、184倍和518倍。同时借助于X射线衍射、扫描电子和透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱等表征手段进一步论证了复合催化剂的优异性能。 |
| 关键词: ZnIn2S4/TiO2/Ag 电子助催化剂 异质结构 光催化制氢 |
| 基金项目: 郑州轻工业大学博士基金（No.13501050076）、河南省重点研发与推广专项（No.192102310243，202102310282）和河南省创新型科技团队项目（No.CXTD2015023）资助。 |
| Abstract: Firstly, 1D TiO2 nanobelts were uniformly interspersed into 3D ZnIn2S4 microspheres assembled by lamellar structure by solvothermal method. The heterostructure photocatalyst can effectively suppress the re-combination of photoinduced electron-hole pairs. Secondly, 0D Ag nanoparticles were loaded onto 3D ZnIn2S4/1D TiO2 hetero-structure by photodeposition method. Owing to the plasma effect of 0D Ag nanoparticles and the action of electron co -catalyst, ternary 3D ZnIn2S4/1D TiO2/0D Ag composite photocatalyst showed excellent performance in photocatalytic hydrogen evolution. Under simulated sunlight irradiation, the hydrogen production rate of ZnIn2S4/TiO2/Ag composite photocatalyst reached 715 μmol·g-1·h-1, which was 2.7 times, 3.3 times, 3.8 times, 184 times and 518 times higher than those of ZnIn2S4/TiO2, ZnIn2S4/P25, TiO2 and P25, respectively. At the same time, by means of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and UV-Vis diffuse reflection spectroscopy, the excellent performance of the composite catalyst was further demonstrated. |
| Keywords: ZnIn2S4/TiO2/Ag electron cocatalyst heterostructure photocatalytic hydrogen production |
| 投稿时间：2021-02-24 修订日期：2021-07-16 |
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| 王兰,史航,张欢,陈绮欣,金宝丹,张宏忠.ZnIn2S4/TiO2/Ag复合光催化剂的制备及分解水制氢性能[J].无机化学学报,2021,37(9):1571-1578. |
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