AgIn5S8/碳量子点/ZnIn2S4的多途径电子迁移与光催化性能
Multi-pathway Photoelectron Migration and Photocatalytic Properties of AgIn5S8/Carbon Quantum Dots/ZnIn2S4
作者单位E-mail
祖雯琳 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院, 齐齐哈尔 161006  
李莉 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院, 齐齐哈尔 161006 qqhrll@163.com,qqhrlili@126.com 
黄继玮 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院, 齐齐哈尔 161006  
孙英茹 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院, 齐齐哈尔 161006  
马凤延 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院, 齐齐哈尔 161006  
曹艳珍 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院, 齐齐哈尔 161006  
摘要: 首先,借助碳量子点(CQDs)的上转换光致发光(UCPL)特性对ZnIn2S4进行了表面改性,再结合离子交换法制备了复合材料AgIn5S8/CQDs/ZnIn2S4。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气吸附-脱附、光致发光(PL)和电化学阻抗(EIS)等测试手段对复合材料的组成、结构、形貌以及表面物理化学性质等进行了表征。结果表明,该复合材料中不同组分间的协同作用导致其呈现宽光谱响应(250~800 nm)。与对比体系相比,复合材料AgIn5S8/CQDs/ZnIn2S4表现出明显增强的光电流密度,更小的电荷转移阻抗,较长的光生载流子寿命。以甲基橙为模型分子,在不同光源作用下进行的光催化活性研究结果显示,AgIn5S8/CQDs/ZnIn2S4呈现增强的光催化降解活性。同时,该复合材料在光解水性能研究中不仅表现较高的光解水制氢速率(312.09 μmol·h-1·g-1),而且呈现良好的稳定性。
关键词: 碳量子点  上转换特性  宽光谱响应  硫铟化合物  光催化
基金项目: 国家自然科学基金(No.21376126)、黑龙江省自然科学基金(No.LH2021B031)、黑龙江省教育厅基本科研业务专项(No.145109104)、黑龙江省政府博士后科研启动经费(No.LBH-Q13172)和齐齐哈尔大学研究生教育创新项目(No.YJSCX2020037)资助
Abstract: Firstly, ZnIn2S4 was modified by the up-conversion photoluminescence (UCPL) properties of carbon quantum dots (CQDs), and AgIn 5S8/CQDs/ZnIn 2S4 composite was prepared by ion-exchange method. X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-VIS DRS), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), nitrogen adsorption-desorption test, photoluminescence (PL), and electrochemical impedance (EIS) were used to characterize the composition, structure, morphology, surface physical, and chemical properties of the composite. The results show that the synergistic effect between the different components in the composite results in a broad spectral response (250-800 nm). Compared with the comparative system, AgIn5S 8/CQDs/ZnIn2S 4 exhibited significantly enhanced photocurrent density, smaller charge transfer resistance, and prolonged photo-generated carrier lifetime. The photocatalytic activity of AgIn5S 8/CQDs/ZnIn2S4 was studied under different light sources using methyl orange as the model molecule. The results showed that AgIn5S8/CQDs/ZnIn2S4 had an enhanced photocatalytic activity. At the same time, the composite not only had a high photolysis water hydrogen production capacity (312.09 μmol·h-1·g-1) but also had good stability.
Keywords: carbon quantum dots  up-conversion photoluminescence property  broad spectral response  sulfur indium compound  photocatalysis
投稿时间:2022-01-14 修订日期:2022-04-14
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祖雯琳,李莉,黄继玮,孙英茹,马凤延,曹艳珍.AgIn5S8/碳量子点/ZnIn2S4的多途径电子迁移与光催化性能[J].无机化学学报,2022,38(6):1059-1072.
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