调节ZnS中的过渡金属离子的兴奋状态,以增强光催化活性
Linping Bao1, Xiaohui Ren2, Chengyin Liu3
1Institute of Advanced Materials, College of Chemistry and Chemical Engineering, Key Lab of Fluorine and Silicon for Energy Materials and Chemistry of Ministry of Education, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, PR China. czeng@jxnu.edu.cn.
Chemical communications (Cambridge, England)
|September 4, 2023
概括
被化成硫化 (ZnS) 的过渡金属离子产生空缺,增强用于进化和二氧化碳减排的光催化剂活性. 表面兴奋剂被证明比同质兴奋剂更有效.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
- 摄影化学的使用.
背景情况:
- 硫化 (ZnS) 是一种半导体,具有光催化潜力.
- 兴奋剂是一种提高半导体光催化剂性能的常见策略.
- 了解剂和缺陷的作用对于优化光催化剂至关重要.
研究的目的:
- 为了研究过渡金属离子兴奋剂 (Ag+,Cu2+,Co2+,Cr3+) 对ZnS的影响.
- 探索兴奋剂位置 (表面与均) 对光催化活性的影响.
- 阐明兴奋剂,缺陷形成和光催化性能之间的关系.
主要方法:
- 简单的阴离子交换反应用于将化过渡金属离子转化为ZnS.
- 表面化和均质化ZnS催化剂的合成.
- 兴奋剂诱导缺陷的特征,特别是硫空缺 (Vs) 和空缺 (VZn).
- 对 (H2) 演变和二氧化碳 (CO2) 减少的光催化活性的评估.
主要成果:
- 而Ag+和Cu2+的兴奋剂并没有诱导VS或VZn.
- 在 ZnS 中引发的 Co2+ 和 Cr3+ 兴奋剂诱导的 Vs.
- 表面化催化剂的H2演变和CO2减少活性明显高于未化ZnS和同质化催化剂.
- 兴奋剂显著影响了光吸收,载体分离效率和光反应动力学.
结论:
- 在ZnS中对过渡金属离子的表面化是一种高度有效的策略,用于增强光催化活性.
- 通过特定的剂 (Co2 +,Cr3 +) 诱导硫空缺在提高性能方面发挥着关键作用.
- 这项研究提供了通过受控元素兴奋剂和缺陷工程设计高性能光催化剂的见解.
