文献类型：期刊文章

作　　者：曹丹[1] 安华[1] 严孝清[1] 赵宇鑫[1] 杨贵东[1] 梅辉[2]

Dan Cao;Hua An;Xiaoqing Yan;Yuxin Zhao;Guidong Yang;Hui Mei(XJTU-Oxford International Joint Laboratory for Catalysis,School of Chemical Engineering and Technology,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,P.R.China;Science and Technology on Thermostructural Composite Materials Laboratory,School of Materials Science and Engineering,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072,P.R.China.)

机构地区：[1]西安交通大学化学工程与技术学院,西安交通大学-牛津大学催化国际联合实验室,西安710049 [2]西北工业大学材料科学与工程学院,超高温结构复合材料重点实验室,西安710072

出　　处：《物理化学学报》

基　　金：国家自然科学基金(U1862105);陕西省自然科学基础研究计划(2017JZ001,2018KJXX-008);陕西省重点研发计划(2018ZDCXL-SF-02-04);中央基本科研业务费(cxtd2017004);王宽诚教育基金会的资助.

年　　份：2020

卷　　号：36

期　　号：3

起止页码：93-106

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EBSCO、IC、INSPEC、JST、PUBMED、RCCSE、RSC、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：本文采用简单的化学还原辅助水热法制备了一种新型Si C/Pt/Cd SZ型异质结纳米棒,并将Pt纳米粒子锚定在Si C纳米棒与Cd S纳米粒子的界面间,诱导电子-空穴对沿着Z型迁移路径进行转移。进行一系列的表征来分析该催化体系的结构,形貌和性能。X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)结果表明,成功合成了具有较好晶体结构的光催化剂。通过透射电子显微镜证明,Pt纳米颗粒生长在Si C纳米棒和Cd S纳米颗粒的界面间。UV-Vis漫反射光谱显示,所制备的Z-型异质结样品具有比原始Cd S材料更宽的光吸收范围。光致发光光谱和瞬态光电流响应进一步证明具有最佳摩尔比的Si C/Pt/Cd S纳米棒样品具有最高的电子-空穴对分离效率。通过控制Si C和Cd S的摩尔比,可以有效地调节Si C/Pt纳米棒表面Cd S的负载量,从而使得Si C/Pt/Cd S纳米棒光催化剂达到最佳性能。当Si C:Cd S=5:1(摩尔比)时可以达到最佳产氢性能,其最大析氢速率达到122.3μmol·h-1。此外,从扫描电子显微镜、XRD和XPS分析可以看出,经过三次循环测试后,Si C/Pt/Cd S光催化剂的形貌和晶体结构均基本保持不变,表明Si C/Pt/Cd S纳米复合材料在可见光下产氢时具有稳定的结构。通过选择性光沉积技术在光反应中同时进行Au纳米粒子的光还原沉积和Mn3O4纳米粒子光氧化沉积以证明电子-空穴对的Z-型转移机制。实验结果表明,Cd S导带上的电子主要参与光催化过程中的还原反应,Si C价带上的空穴更容易发生氧化反应,其中,Si C的导带上的电子将与Cd S价带上的空穴复合形成Z型传输路径。因此,提出了在光催化产氢过程中Si C/Pt/Cd S纳米棒催化体系可能的Z-型电荷迁移路径来解释产氢活性的提高。该研究为基于Si C纳米棒的Z-型光催化体系的合成提供了新的策略。基于以上分析,Si C/Pt/Cd S纳米复合材料具有高效、廉价、易于制备、结构稳定等优�

关 键 词：碳化硅  纳米棒 SiC/Pt/CdS  光催化剂  Z型异质结  

分 类 号：O643.36] O644.1[化学类]