NiS助催化剂的硫调控光沉积合成及其增强g-C3N4的光催化产氢性能

作为一种非金属聚合半导体,石墨相氮化碳(g-C3N4)具有特殊的能带结构、可见光响应能力以及优良的物理化学性质以及生产成本低等特点,因而已成为目前光催化领域的研究热点.然而,由于g-C3N4被光激发的电子与空穴极易复合,导致g-C3N4材料的光催化性能并不理想.而助剂修饰是实现光生载流子有效分离以提高光催化活性的有效途径.众所周知,贵金属Pt可以作为光催化产氢的反应位点,但高昂的成本限制了它的实际应用.所以,开发高效的非贵金属助剂很有必要.近年来,NiS作为优良的电子助剂在光催化领域受到广泛关注.大量研究表明,NiS可以作为g-C3N4的产氢活性位点用于提高其光催化产氢性能.NiS助剂主要是通过水热、煅烧和液相沉淀的方法修饰在g-C3N4的表面上.相较而言,助剂的光沉积方法具有一些独特的优势,例如节能、环保、简易并且能够实现其原位牢固地沉积在光催化剂的表面.然而g-C3N4光生电子和空穴强还原和氧化能力容易导致像Ni^2+的还原和S^2-的氧化等副反应发生,因此NiS助剂很难光沉积在g-C3N4材料表面.本文采用硫调控的光沉积法成功合成了NiS/g-C3N4光催化材料,该法利用g-C3N4在光照条件下产生的光生电子结合S以及Ni^2+生成NiS,然后原位沉积在g-C3N4表面.由于E0(S/NiS)(0.096 V)比E0(Ni^2+/Ni)(-0.23 V)更正,所以NiS优先原位沉积在g-C3N4表面.因此,硫调控的光沉积法促进了NiS的生成,并抑制了金属Ni等副反应的形成.通过X射线光电子能谱分析NiS/g-C3N4的表面化学态,表明该方法能成功地将NiS修饰在g-C3N4的表面,这也得到透射电镜和高分辨透射电镜结果的证实.光催化产氢的结果表明,NiS/g-C3N4光催化剂实现了良好的光催化性能,其最优产氢速率(244μmol h^?1 g^?1)接近于1 wt%Pt/g-C3N4(316μmol h^?1 g^?1).这是因为硫调控的光沉积法实现NiS助剂在g-C3N4表面的修饰,从而促进光生电子与空穴的有效分离,进而提高光催化制氢效率.此外,在该方法中,NiS的形成通常在g-C3N4光生电子的表面传输位点上,因此也能够使NiS提供更多的活性位点以提高界面产氢催化反应速率.电化学表征结果也进一步证明NiS/g-C3N4光催化剂加快了电子与空穴的分离和转移.更重要的是,这种简易且通用的方法还可以实现CoSx,CuSx,AgSx对g-C3N4的助剂修饰,并且都提高了g-C3N4的光催化产氢性能,表明该方法具有一定的普适性,为高效光催化材料的合成提供了新的思路.     

类钙钛矿新铌酸盐Ba5NdTi2Nb3O18的合成、结构与介电特性

为满足现代通信技术的小型化、集成化与高可靠性的迫切要求,探索具有高介电常数、低介电损耗与低温度系数的微波介电材料引起了材料科学、化学、物理、电子等领域科学工作者的广泛关注,并已开发出复合钙钛矿结构Ba(Zn_(1/3)Ta_(2/3))O_3、钨青铜结     

类钙钛矿新铌酸盐Ba3La2Ti2Nb2O15的合成、结构与介电特性

为满足现代通信技术的小型化、集成化与高可靠性的迫切要求,探索具有高介电常数、低介电损耗与低温度系数的微波介电材料引起了材料科学、化学、物理和电子学等领域科学工作者的广泛关注,并已开发出复合钙钛矿结构[Ba(Zn1/3Ta2/3)O3]和钨青铜结构[Ba6-3xLn8+2xTi18O54]等实用化的高性.     

新铌酸盐Sr5NdTi3Nb7O30的合成与介电特性

一些铁电铌酸盐具有优良的电光性能和非线性光学性能,因此该类化合物的人工合成、结构与性能的研究受到了重视,其中钨青铜结构的系列晶体(例如SBN、KNSBN、SCNN)在材料的制备和器件的设计方面都取得了很大进展,它们在实时全息存储、集成     

类钙钛矿新铌酸盐Ba5LaTi2Nb3O18的合成、结构与介电特性

为满足现代通信技术小型化、集成化与高可靠性的迫切要求,探索具有高介电常数、低介电损耗与低温度系数的微波介电材料引起了材料科学、化学、物理和电子科学等领域科学工作者的广泛关注,并已开发出复合钙钛矿结构的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3和钨青铜结构的Ba6-3xLn8+2x·Ti18O54及Ba2Ti9O20等实用化的高性能材料[1～7].这类材料均由氧八面体共顶连接,而且氧八面体内(B位)、外(A位)阳离子比例等于或略大于1,由此,我们推测在B位与A位阳离子比例略小于1的类钙钛矿结构中也极有可能存在具有优良介电性能的新材料,因此对通式为AnBn-1O3n(n=5,6,7,8)的系列新化合物进行了系统的合成、结构与介电性能研究[8,9].本文报道在BaO-La2O3-TiO2-Nb2O5体系中合成的具有5层类钙钛矿结构的新铌酸盐Ba5LaTi2Nb3O18,发现该材料具有较好的介电性能.     

核桃状3D分级结构γ-AlOOH无模板水热合成及对刚果红吸附性能研究

以Al(NO3)3.9H2O为铝源、尿素为沉淀剂,无模板水热法制备了单分散、尺寸均一的核桃状分级结构γ-AlOOH.用XRD、SEM、TEM和氮气吸脱附法对样品进行了表征,探讨了γ-AlOOH纳米结构形成机理,并研究了其对刚果红的吸附性能.实验结果表明,核桃状分级结构组成单元为纳米纤维,比表面积为101.3 m2/g,平均孔径为21.88 nm,并对刚果红表现出良好的吸附特性,吸附率和最大吸附量分别为98.8;和98.8 mg/g.