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