西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等–促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

本文通过在蒙脱土上还原氧化石墨烯,构建了还原氧化石墨烯包覆蒙脱土(rGO/ Mt)作为亲水性导电催化剂载体。采用水热法在rGO/ Mt上制备了CdS和MoS2的异质结构。

CdS/MoS2异质纳米结构被认为是光催化析氢最有前途的材料体系之一。但其光催化性能受到纳米结构团聚和电子输运性差的严重制约。本文通过在蒙脱土上还原氧化石墨烯,构建了还原氧化石墨烯包覆蒙脱土(rGO/ Mt)作为亲水性导电催化剂载体。采用水热法在rGO/ Mt上制备了CdS和MoS2的异质结构。在可见光下考察了复合材料的光催化析氢性能,结果表明,由于载体材料的协同作用,复合材料的析氢速率为1760 μmol h-1,催化剂用量为100 mg。亲水蒙脱土抑制纳米结构的团聚,增强其在水中的分散性,同时导电石墨烯有利于电子传输。多组分载体的设计为提高光催化活性提供了一条新的途径。

西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等--促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

图1. •rGO/Mt@CdS/MoS2的代表性配方示意图。

西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等--促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

图2. (a) rGO/Mt和(b) CdS/MoS2的SEM图像。(c) CdS/MoS2的元素映射图像。 rGO/Mt@CdS/MoS2的(d, e)SEM图像和(f)元素映射图像。

西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等--促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

图3. rGO/Mt@CdS/MoS2的(a)TEM图像和(b, c) HRTEM图像。(d) rGO/Mt@CdS/MoS2的EDS谱。(e) rGO / Mt@CdS – MoS2的STEM图像和元素映射图像。

西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等--促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

图4. (a) Mt、rGO/Mt、CdS/MoS2和rGO/Mt@CdS/MoS2。(b) CdS/MoS2和rGO/Mt@CdS/MoS2的N2吸附/解吸等温线。

西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等--促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

图5. rGO/Mt、CdS/MoS2和rGO/Mt@CdS/MoS2的(a)FTIR光谱和(b)拉曼光谱。

西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等--促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

图6. rGO/Mt@cdS/MoS2(a)的XPS测量和(b) S 2p、(c) Cd 3d和(d) Mo 3d电子的高分辨率光谱。

西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等--促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

图7. (a) Mt、rGO/Mt、CdS/MoS2和rGO/Mt@CdS/MoS2的紫外-可见漫反射光谱。(b) CdS/MoS2和rGO/Mt@CdS/MoS2的(αhv)2与光子能量(hv)对应图。

西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等--促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

图8. (a, b)不同催化剂的光催化析氢性能。(c) rGO/Mt@CdS/MoS2在Na2S-Na2SO3溶液中的光催化析氢性能。(d)可见光照射下rGO/Mt@CdS/MoS2和CdS/MoS2的瞬态光电流响应。

西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等--促进石墨烯蒙脱石复合材料上 CdSMoS2 的光催化析氢

图9. rGO/Mt@CdS/MoS2光催化制氢的机理。

相关研究成果由西安交通大学、金属材料强度国家重点实验室Kang Peng等人于2023年发表在Applied Clay Science (https://doi.org/10.1016/j.clay.2023.106855)上。原文:Boosting photocatalytic hydrogen evolution over CdS/MoS2 on the graphene/montmorillonite composites。

本文来自石墨烯研究,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

(0)
吉仓纳米吉仓纳米
上一篇 2023年5月5日 13:51
下一篇 2023年5月5日 16:03

相关推荐

发表回复

登录后才能评论
客服

电话:134 0537 7819
邮箱:87760537@qq.com

返回顶部