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废塑料促进S型NiCr_(2)O_(4)/孪晶Cd_(0.5)Zn_(0.5)S同质异质结光催化产氢
1
作者 田静卓 官朝红 +2 位作者 胡浩斌 刘恩周 杨东元 《物理化学学报》 北大核心 2025年第6期123-136,共14页
同时提升体相和表面电荷分离与利用效率对于实现高效光催化析氢反应至关重要。本研究采用溶剂蒸发策略,将NiCr_(2)O_(4)纳米片负载于孪晶Cd_(0.5)Zn_(0.5)S(T-CZS)纳米颗粒表面,成功制备了NiCr_(2)O_(4)/T-CZS复合材料。经过优化,6%NiCr... 同时提升体相和表面电荷分离与利用效率对于实现高效光催化析氢反应至关重要。本研究采用溶剂蒸发策略,将NiCr_(2)O_(4)纳米片负载于孪晶Cd_(0.5)Zn_(0.5)S(T-CZS)纳米颗粒表面,成功制备了NiCr_(2)O_(4)/T-CZS复合材料。经过优化,6%NiCr_(2)O_(4)/T-CZS在以聚乳酸(PLA)塑料为牺牲剂的NaOH溶液中析氢速率(r(H_(2)))达到81.4 mmol·h^(-1)·g^(-1),这一显著提升主要归因于T-CZS由纤锌矿Cd_(0.5)Zn_(0.5)S(WZ-CZS)和闪锌矿Cd_(0.5)Zn_(0.5)S(ZB-CZS)组成,二者能带结构存在微小差异,使得WZ-CZS与ZB-CZS之间及T-CZS与NiCr_(2)O_(4)之间形成了S型电荷转移路径,从而促进了体相和界面电荷快速分离,确保了具有强还原能力的电子参与析氢反应(HER)。此外,借助NiCr_(2)O_(4)的局域表面等离子体共振(LSPR)效应,增强了体系对紫外-可见-近红外光的吸收,产生的热电子进一步促进了HER。同时,NaOH溶液增强了空穴的氧化反应驱动力,间接提高了HER动力学。研究还发现,其它金属铬酸盐(MCrxOy),如CoCr_(2)O_(4)、AgCrO_(2)、Bi_(6)CrO_(12)、BaCrO_(4)、ZnCr_(2)O_(4)、CdCr_(2)O_(4)、CuCr_(2)O_(4)等,也能不同程度提高T-CZS析氢活性。上述研究结果表明,同质异质结中体相与界面S型电荷转移路径能够实现高效光催化产氢与废塑料降解过程的有效协同,为解决能源与环境挑战提供了新的思路。 展开更多
关键词 光催化 孪晶cd_(0.5)zn_(0.5)s NiCr_(2)O_(4) 双s转移路径 同质异质结 废塑料
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Ni-MOF/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S合成及其光催化废水制氢研究 被引量：5
2
作者 蒋灶 徐龙君 刘成伦 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期97-104,共8页
为了提升Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的光催化产氢性能,采用水热法制备了Ni-MOF改性Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合光催化剂,通过XRD、SEM、TEM、XPS等分析方法对制备样品的结构及光电化学性能进行了表征,并研究了其光催化垃圾渗滤液混合页岩气返排废水... 为了提升Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的光催化产氢性能,采用水热法制备了Ni-MOF改性Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合光催化剂,通过XRD、SEM、TEM、XPS等分析方法对制备样品的结构及光电化学性能进行了表征,并研究了其光催化垃圾渗滤液混合页岩气返排废水制氢的可行性及动力学特征。结果表明,Zn_(0.5)Cd_(0.5)S主要呈现为纳米颗粒状结构,Ni-MOF主要由长约为10 μm、宽约为9 μm的超薄方形片构成,当Ni-MOF与Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合时,Zn_(0.5)Cd_(0.5)S纳米颗粒沉积在Ni-MOF方形片的表面,粒径显著降低,减少了Zn_(0.5)Cd_(0.5)S纳米颗粒的团聚,光吸收范围出现了蓝移,但仍然具有优异的可见光响应能力。质量分数为15%的Ni-MOF/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S在垃圾渗滤液混合页岩气返排废水中展现出最优的光催化产氢性能,模拟太阳光照射3 h产氢量达1887 μmol,产氢过程遵从零级反应动力学模型,产氢速率为685.9 μmol/h,约为Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的5.7倍。 展开更多
关键词 zn_(0.5)cd_(0.5)s Ni-MOF 垃圾渗滤液 页岩气返排废水 光催化产氢
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Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)复合材料光催化降解甲基橙 被引量：1
3
作者 唐忠家 李德丽 +2 位作者 田丽君 常玥 查飞 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2240-2246,2267,共8页
以MoO_(3)、Cd_(0.5)Zn_(0.5)S、聚乙烯吡咯烷酮为原料,水热一锅法制备了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)复合材料,通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis DRS及PL对复合材料的结构、形貌以及光学性能进行了表征。在可见光照射下,将其用于甲基橙(MO)、... 以MoO_(3)、Cd_(0.5)Zn_(0.5)S、聚乙烯吡咯烷酮为原料,水热一锅法制备了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)复合材料,通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis DRS及PL对复合材料的结构、形貌以及光学性能进行了表征。在可见光照射下,将其用于甲基橙(MO)、罗丹明B、亚甲基蓝、孔雀石绿、酸性品红、结晶紫的光催化降解。结果表明,MoO_(3)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S复合材料对上述染料都具有光催化降解能力,其中,对MO的光催化活性最佳。可见光照射60 min,质量浓度0.67 g/L的10%Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)(Cd_(0.5)Zn_(0.5)S含量为10%,以MoO_(3)质量计)对质量浓度10 mg/L MO的降解率达到98.0%,表观速率常数为0.06725 min–1,分别约为MoO_(3)和Cd_(0.5)Zn_(0.5)S的172倍和31倍。 展开更多
关键词 cd_(0.5)zn_(0.5)s/MoO_(3) 复合材料 光催化降解 甲基橙 可见光 功能材料
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Ti_(3)C_(2)辅助的Mo掺杂Zn_(0.5)Cd_(0.5)S双功能催化剂的制备及其光催化性能研究
4
作者 牛杰 王亮 李春虎 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1487-1495,共9页
采用水热法制备了Mo掺杂的Zn_(0.5)Cd_(0.5)S并使其与Ti_(3)C_(2)纳米片复合,通过XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis DRS、荧光光谱和瞬态光电流表征方法分析了光催化剂的晶体结构、表面组成、微观形貌和光电性能。结果表明,Mo的掺杂改变了Zn_... 采用水热法制备了Mo掺杂的Zn_(0.5)Cd_(0.5)S并使其与Ti_(3)C_(2)纳米片复合,通过XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis DRS、荧光光谱和瞬态光电流表征方法分析了光催化剂的晶体结构、表面组成、微观形貌和光电性能。结果表明,Mo的掺杂改变了Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的晶格和能带结构,Ti_(3)C_(2)的负载增加了光催化活性位点并加快了电子转移速率。在可见光照射下,通过降解四环素溶液同时产氢考察了光催化剂的活性。在Mo掺杂与负载Ti_(3)C_(2)的协同作用下,60 min内,四环素(TC)的降解率可达70%,氢气产量达883μmol/(g·h)。自由基捕获实验证明,光催化降解过程的主要活性物质为光生空穴,产氢过程为光生电子。 展开更多
关键词 zn_(0.5)cd_(0.5)s Mo掺杂 Ti_(3)C_(2) 双功能光催化剂
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g-C_(3)N_(4)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合光催化剂的制备及降解双酚A的性能研究
5
作者 马瑛琪 李瑾 +3 位作者 逄雅洁 任祉杰 钟莲 赵如静 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期115-122,共8页
本文以醋酸锌、醋酸镉和硫脲为原料,在前驱体制备过程中改变Zn/Cd的摩尔比,采用一锅退火法制备了系列g-C_(3)N_(4)/Zn_(1-x)Cd_(x)S复合物。以双酚A(BPA)为目标污染物,考察了所制材料的光催化降解活性。结果表明,Zn/Cd的摩尔比为1∶1的g... 本文以醋酸锌、醋酸镉和硫脲为原料,在前驱体制备过程中改变Zn/Cd的摩尔比,采用一锅退火法制备了系列g-C_(3)N_(4)/Zn_(1-x)Cd_(x)S复合物。以双酚A(BPA)为目标污染物,考察了所制材料的光催化降解活性。结果表明,Zn/Cd的摩尔比为1∶1的g-C_(3)N_(4)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S在光反应30 min后,对BPA去除率可达94.9%,是g-C_(3)N_(4)(1.8%)和Zn_(0.5)Cd_(0.5)S(45.5%)的52.7和2.1倍;反应速率可达0.1276 min-1,是g-C_(3)N_(4)(0.0009 min-1)和Zn_(0.5)Cd_(0.5)S(0.0213 min-1)的141.7和6.0倍。利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了g-C_(3)N_(4)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合物的结构。光致发光光谱(PL)、电化学阻抗(EIS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和电子顺磁共振波谱(EPR)的分析结果表明,g-C_(3)N_(4)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合物遵循Z型界面电荷转移机制,具有较强可见光吸收能力及高电荷分离/转移速率,促进了其光催化性能的大大提升。 展开更多
关键词 g-C_(3)N_(4)/zn_(0.5)cd_(0.5)s 双酚A 光催化 Z型异质结
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Ni^(2+)掺杂Cd_(0.5)Zn_(0.5)S固溶体制备及可见光分解水制氢研究 被引量：2
6
作者 吴琛 赵宝军 +4 位作者 王俊 谭鹏 谢志文 徐俊英 彭绍琴 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2021年第10期66-70,共5页
采用水热法制备了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S和Ni ^(2+)掺杂Ni(m)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S固溶体光催化剂。通过XRD、UV-Vis漫反射光谱和电化学方法表征了催化剂的结构和光电性能,并考查了固溶体在以三乙醇胺为电子给体、可见光(λ≥420nm)照射下光... 采用水热法制备了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S和Ni ^(2+)掺杂Ni(m)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S固溶体光催化剂。通过XRD、UV-Vis漫反射光谱和电化学方法表征了催化剂的结构和光电性能,并考查了固溶体在以三乙醇胺为电子给体、可见光(λ≥420nm)照射下光催化分解水制氢活性。结果表明,Ni ^(2+)掺杂后提高了催化剂对可见光的吸收,促进了光生电子-空穴的有效分离,有效提高了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S固溶体的光催化制氢活性。当Ni ^(2+)的掺杂量为5%(摩尔百分数),反应体系NaOH浓度为_(0.5)mol/L时,催化剂活性最高,Ni(5)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S制氢活性为纯Cd_(0.5)Zn_(0.5)S固溶体的5倍。催化剂经15h反应具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 cd_(0.5)zn_(0.5)s固溶体 Ni^(2%PLUs%)掺杂 光催化 制氢
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高效光催化分解水产氢Ni_(2)P/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S复合材料的共催化效应 被引量：2
7
作者 王广崎 毕艺洋 +2 位作者 吴邦昊 王嘉博 张钰 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2022年第10期10-16,共7页
采用沉淀-水热法和低温热磷化法分别制备了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S纳米颗粒和Ni_(2)P纳米片,利用超声空化效应合成了价格低廉、分散良好、高效的非贵金属磷化物助催化的Ni_(2)P/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S复合材料。通过XRD、SEM、UV-vis、PL以及电... 采用沉淀-水热法和低温热磷化法分别制备了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S纳米颗粒和Ni_(2)P纳米片,利用超声空化效应合成了价格低廉、分散良好、高效的非贵金属磷化物助催化的Ni_(2)P/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S复合材料。通过XRD、SEM、UV-vis、PL以及电化学测试等手段进行了表征测试。以Na_(2)S-Na_(2)SO_(3)为牺牲剂,在可见光(λ≥420 nm)照射下对样品的光催化分解水产氢性能进行评价。结果表明,Ni_(2)P显著提高了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S的光催化产氢活性。当Ni_(2)P含量为10%时,复合材料的光催化产氢速率达到19.133 mmol/(g·h),为Cd_(0.5)Zn_(0.5)S产氢速率[7.865 mmol/(g·h)]的2.4倍,且七次光催化循环实验后的产氢速率仍为初始值的91%。这可以归因于复合材料在具有更好的光吸收性能和较低的禁带宽度的同时,Ni_(2)P为Cd_(0.5)Zn_(0.5)S提供的活性中心和界面效应有效地促进了光生载流子的有效分离和快速迁移。 展开更多
关键词 Ni_(2)P cd_(0.5)zn_(0.5)s 光催化剂 产氢
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铅基卤化物钙钛矿太阳电池的模拟研究 被引量：2
8
作者 肖建敏 袁吉仁 +3 位作者 王鹏 邓新华 黄海宾 周浪 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第6期1051-1058,共8页
多元硫化物Cd_(0.5)Zn_(0.5)S和氧化亚铜Cu_(2)O载流子迁移率较大,且其制作工艺相对于传统的电子传输层和空穴传输层更为简单,因此这两种材料在钙钛矿太阳电池中具有很好的应用潜力。本文利用SCAPS-1D软件对以Cu_(2)O和Cd_(0.5)Zn_(0.5)... 多元硫化物Cd_(0.5)Zn_(0.5)S和氧化亚铜Cu_(2)O载流子迁移率较大,且其制作工艺相对于传统的电子传输层和空穴传输层更为简单,因此这两种材料在钙钛矿太阳电池中具有很好的应用潜力。本文利用SCAPS-1D软件对以Cu_(2)O和Cd_(0.5)Zn_(0.5)S为传输层、以铅基卤化物钙钛矿为吸收层的太阳电池进行模拟,主要研究了该器件的材料厚度、掺杂浓度、禁带宽度等因素对太阳电池性能的影响。结果表明:当光吸收层(CH_(3)NH_(3)PbI_(3))厚度开始增大时电池性能逐渐提高,但是增大到一定厚度时,电池性能下降,光吸收层的最佳厚度为400 nm;当光吸收层的缺陷态密度小于1.0×10^(14) cm^(-3)时,缺陷态密度对电池性能的影响比较小;此外,铅基卤化物钙钛矿的禁带宽度对电池性能有重要影响,最佳禁带宽度为1.5 eV左右。通过模拟,得到了优化后的性能参数为:开路电压为1.010 V,短路电流密度为31.30 mA/cm^(2),填充因子为80.01%,电池转换效率为25.20%。因此,Cu_(2)O/CH_(3) NH_(3)PbI_(3)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S钙钛矿太阳电池是一种很有发展潜力的光伏器件。 展开更多
关键词 掺镉硫化锌 氧化亚铜 铅基卤化物 钙钛矿太阳电池 转换效率 sCAPs-1D 缺陷态密度
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