材料期刊网

利用Ni(OH)x助催化剂修饰提高g-C3N4纳米片/WO3纳米棒Z型纳米体系的可见光产氢活性的研究

何科林 , 谢君 , 罗杏宜 , 温九青 , 马松 , 李鑫 , 方岳平 , 张向超

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62759-1

光催化技术是目前解决能源和环境问题最具前景的手段之一,因此寻找高效光催化剂已成为光催化技术的研究热点.而在众多半导体催化剂中,廉价、环保且性能稳定的g-C3N4光催化剂在太阳光开发利用方面尤其引人关注.然而,由于g-C3N4的比表面小,活性位点少,以及光生电子/空穴对易复合等不足,严重导致其较低的光催化量子效率.因此,构造Z型体系和负载助催化剂等策略被广泛应用于提高g-C3N4光催化效率.在过去几年中,TiO2,Bi2WO6,WO3,Bi2MoO6,Ag3PO4和ZnO已经被成功证实可以与g-C3N4耦合而构造Z型光催化剂体系.其中,WO3/g-C3N4光催化剂体系,具有可见光活性的WO3导带中的光生电子和g-C3N4价带中的光生空穴容易实现Z型复合,从而保留了WO3的强氧化能力和g-C3N4的高还原能力,最终大幅度提高了整个体系的光催化活性.在g-C3N4的各种产氢助催化剂中,由于常用的Pt,Ag和Au等贵金属的高成本和低储量等问题严重限制了它们的实际应用,所以近年来各种非贵金属助催化剂(包括纳米碳,Ni,NiS,Ni(OH)2,WS2和MoS2等)得到了广泛的关注.我们采取廉价且丰富的Ni(OH)x助催化剂修饰g-C3N4/WO3耦合形成的Z型体系,开发出廉价高效的WO3/g-C3N4/Ni(OH)x三元产氢光催化体系.在该三元体系中,Ni(OH)x和WO3分别用于促进g-C3N4导带上光生电子和价带的光生空穴的分离及利用,从而使得高能的g-C3N4的光生电子在Ni(OH)x富集并应用于光催化产氢,而高能的WO3的光生空穴被应用于氧化牺牲剂三乙醇胺,最终实现了整个体系的高效光催化产氢活性及稳定性.我们通过直接焙烧钨酸铵和硫脲制备出WO3纳米棒/g-C3N4,并采用原位光沉积方法将Ni(OH)x纳米颗粒负载到WO3/g-C3N4上.随后,我们采取X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)和比表面和孔径分布等表征手段来研究光催化剂的结构与形貌;采取紫外-可见漫反射表征方法来研究其光学性能;采取荧光光谱,阻抗和瞬态光电流曲线等表征手段来测试光催化剂的电荷分离性能;采取极化曲线和电子自旋共振谱等表征手段来证明光催化机理;采取光催化分解水产氢的性能测试来研究光催化剂的光催化活性与稳定性.XRD,HRTEM和XPS表征结果,表明WO3为有缺陷的正交晶系的晶体,直径为20–40纳米棒且均匀嵌入在g-C3N4纳米片上;Ni(OH)x为Ni(OH)2与Ni的混合物,其Ni(OH)2与Ni的摩尔比为97.4 : 2.6,Ni(OH)x粒径为20–50 nm且均匀分散在g-C3N4纳米片上,WO3/g-C3N4/Ni(OH)x催化剂界面之间结合牢固,其中WO3和Ni(OH)x均匀分布在g-C3N4上.紫外-可见漫反射表征结果表明,随着缺陷WO3的负载量增加,复合体系的吸收边与g-C3N4相比产生明显的红移,而加入Ni(OH)x助催化剂使得催化剂体系的颜色由黄变黑,明显地增加了可见光的吸收.荧光光谱,阻抗和瞬态光电流曲线结果表明,WO3和Ni(OH)x的加入能有效地促进光生电子/空穴的分离.极化曲线结果表明,掺入WO3和Ni(OH)x能降低g-C3N4的析氢过电位,从而提高光催化剂表面的产氢动力学.?O2?和?OH 电子自旋共振谱表明成功形成了WO3/g-C3N4 耦合Z 型体系.光催化分解水产氢的性能测试表明,20%WO3/g-C3N4/4.8%Ni(OH)x产氢效率最高(576 μmol/(g?h)),分别是g-C3N4/4.8%Ni(OH)x,20%WO3/g-C3N4和纯g-C3N4的5.7,10.8和230倍.上述结果充分证明,Ni(OH)x助催化剂修饰和g-C3N4/WO3 Z型异质结产生了极好的协同效应,最终实现了三元体系的极高的光催化产氢活性.

关键词: 光催化产氢 , 稳定的Ni(OH)x催化剂 , g-C3N4 , Z型体系 , 异质结

2011年度何梁何利基金获奖科学家年轻化突出

中国材料进展

2011年8日下午，何梁何利基金2011年度颁奖大会在京举行。我国高性能计算机领域杰出科学家、国防科技大学杨学军教授荣获“科学与技术成就奖”，丁伟岳等35人获“科学与技术进步奖”，吴朝晖等15人获“科学与技术创新奖”。中共中央政治局委员、国务委员刘延东向大会发来贺信，全国人大常委会副委员长桑国卫、全国政协副主席万钢出席会议并为获奖代表颁奖。何梁何利基金评选委员会主任朱丽兰向大会作工作报告。

关键词: 科学家 , 基金 , 中共中央政治局 , 全国人大常委会 , 突出 , 国防科技大学 , 计算机领域 , 科学与技术

“科林牌”沙棘油软胶囊、蛋黄卵磷脂

新型炭材料

关键词:

"科林牌"沙刺油软胶囊、蛋黄卵磷脂

新型炭材料

关键词:

何安瑞:熔铁冶金,铸造钢铁脊梁

王泽汉 , 刘云清

金属世界 doi:10.3969/j.issn.1000-6826.2015.03.01

关键词:

中国科学院科技产品销售网络98'推荐产品"科林牌"沙棘油软胶囊、蛋黄卵磷脂

新型炭材料

关键词:

第12届亚洲铜业周迈科金属集团主席何金碧谈“一带一路”及结构性改革背景下中国铜行业的发展

金属世界

关键词:

电极材料组织对真空电弧阴极斑点运动行为的影响

王亚平 , 张晖 , 丁秉钧 , 孙军

金属学报

真空电弧在非晶、纳米晶及常规粗晶电极合金表面微观分布的观测表明, 电极材料 显微组织对电弧阴极斑点几何性质和运动行为有明显影响. 阴极斑点优先在 材料承载电压能力低的弱相表面形成, 弱相尺寸、形貌和分布决定了阴极斑点的几 何特征. 显微组织大幅度细化时, 电弧在电极表面分散和快速运动, 非晶合金表 面仍保持完全非晶结构. 分析表明, 当材料特征显微组织尺寸小于阴极斑点尺寸时, 阴极斑点运动模式从跳跃式运动转变为连续式运动. 电极材料组成相的浓度及其 尺寸是决定阴极斑点微观迁移方式的重要因素.

关键词: 电极材料 , microstructure , vacuum arc

(Ti,Al)N梯度涂层高温氧化表面形貌分析

杨世伟 , 王福会 , 常铁军 , 冯长杰 , 李绍海

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2003.04.015

利用MIP-8-800型电弧离子镀设备,在发动机压气机叶片材料1Cr11Ni2W2MoV不锈钢表面沉积了(Ti1-xAlx)N梯度纳米涂层.对其进行了700℃不同何温时间高温氧化性能实验.采用XL-30FEG 型扫描电子显微镜对氧化后的涂层表面进行了观察分析.观察结果表明,(Ti1-xAlx)N梯度纳米涂层中,当x≥0.25时,所形成的Al2O3氧化层是致密完整连续的,具有良好的抗高温氧化性能.

关键词: (Ti,Al)N涂层 , 高温氧化

季鏻盐对高氯酸铝溶液中铝的缓蚀作用

何祚清 , 李金良

中国腐蚀与防护学报

季鏻盐对高氯酸铝溶液中铝的缓蚀作用何祚清，李金良（徐州师范学院化学系徐州２２１００９）１前言为降低以Ａｌ（ＣｌＯ４）３作为电解液的Ａｌ－ＭｎＯ２干电池中Ａｌ的腐蚀速率，选用合适的缓蚀剂并对缓蚀机理进行研究是一项有意义的工作。有关季盐对钢铁及锌的缓蚀作用己有一些研究［１，２］，但对铝的缓蚀作用尚罕见报导。本工作在１ｍｏｌ／ＬＡＩ（ＣｌＯ４）３底液中用微分极化电阻测量技术和交流阻抗法研究三种季盐?...

关键词: null , Aromatic phosphonium salt , Inhibition , Adsorption isotherm