Ti3C2/In4SnS8肖特基異質(zhì)結(jié)用于高效光催化生成H2O2和Cr(VI)還原
2024-10-14 00:00:00周彤劉雪趙亮喬明濤雷琬瑩
物理化學(xué)學(xué)報 2024年10期
摘要：人工光合成是一種先進(jìn)的技術(shù)，主要利用太陽能作為唯一驅(qū)動能源，將水和氧氣轉(zhuǎn)化成雙氧水（H2O2）。然而，目前常用的光催化系統(tǒng)的性能受制于其光吸收能力有限，載流子分離效率低以及表面反應(yīng)能力弱等問題。在本文研究中，通過采用原位水熱法，成功地在少層Ti3C2納米片表面生長厚度為5–10 nm的立方相In4SnS8納米片（Eg = 2.16 eV），形成了一種具有三明治結(jié)構(gòu)的Ti3C2/In4SnS8納米復(fù)合材料。深入的表征結(jié)果顯示此2D/2D異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有緊密的界面相互作用并且形成肖特基異質(zhì)結(jié)，有助于載流子快速從In4SnS8轉(zhuǎn)移至Ti3C2表面。其中，7 wt% Ti3C2/In4SnS8復(fù)合材料表現(xiàn)出最佳的可見光催化性能，H2O2生成速率為1.998 μmol?L?1?min?1，Cr（VI）的還原速率為19.8 × 10?3 min?1。通過捕獲實驗、氣氛實驗和電子順磁共振分析，證明了H2O2生成的途徑包括兩種：一種是兩步單電子還原路徑，另一種是一步兩電子水氧化路徑。本研究為設(shè)計高效、多功能的催化體系提供了一種新的思路。
關(guān)鍵詞：Ti3C2；In4SnS8；光催化；生成H2O2；Cr（VI）還原
中圖分類號：O643
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