构建NiS2/MoSe2 S型异质结高效光催化产氢

刘阳; 郝旭强; 胡海强; 靳治良

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S型异质结的提出是光催化领域发展的一个重要新理论.本研究通过典型的溶剂热法制备了NiS2和MoSe2,并通过原位生长的方法将二者复合,构建了S型异质结.所得的复合材料在光催化析氢中显示了优异的性能,产氢速率达7 mmol·h-1.g-1,是纯NiS2和MoSe2的2.05倍和2.44倍.进一步研究证实,NiS2和MoSe2耦合可以增强对光吸收强度.与纯NiS2和MoSe2相比,NiS2/MoSe2更高的光电流密度和更低的阴极电流及更低的电化学阻抗均证明了NiS2/MoSe2复合物可以有效促进光生电子的转移.同时,更低的荧光强度表明了NiS2/MoSe2复合物对电子-空穴再次复合的有效抑制,这为光催化析氢反应提供了有利的条件.另一方面,通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜发现,MoSe2作为一种无定型样品包围NiS2纳米微球,这大大增加了两者之间的接触面积,从而增加了反应的活性位点.其次,在该光反应体系中,曙红(EY)作为一种光敏剂,有效地增强了催化剂对光的吸收.同时,在敏化过程中,曙红提供了电子给催化剂,这有效提高了光催化反应效率.S型异质结的建立有助于提高反应体系的氧化还原能力,是光催化还原水产氢反应析氢效果提高的主要原因.通过模特肖特基和光子能量曲线确定NiS2和MoSe2的导带、价带位置,进一步证明了S型异质结的建立.这项工作为研究S型异质结有效提高光催化制氢效率提供了新的参考.

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来源
《物理化学学报》 |2021年第6期|107-118|共12页
作者
刘阳; 郝旭强; 胡海强; 靳治良;
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作者单位

北方民族大学化学与化学工程学院宁夏太阳能化学转化技术重点实验室国家民委化工技术基础重点实验室银川750021;

北方民族大学化学与化学工程学院宁夏太阳能化学转化技术重点实验室国家民委化工技术基础重点实验室银川750021;

银川能源学院机械与汽车工程系银川750100;

北方民族大学化学与化学工程学院宁夏太阳能化学转化技术重点实验室国家民委化工技术基础重点实验室银川750021;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类光化学、辐射化学、超声波作用的化学过程;
关键词
NiS2; MoSe2; S型异质结; 光催化产氢;

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