編號：NMJS06858
篇名：新型PtPd合金納米顆粒修飾g-C3N4納米片以提高可見光照射下光催化產(chǎn)氫活性
作者：肖楠 李松松 劉霜 徐博冉 李延?xùn)| 高旸欽 戈磊 盧貴武
關(guān)鍵詞： g-C3N4納米片 PtPd合金納米顆粒 產(chǎn)氫 光催化
機構(gòu)： 中國石油大學(xué) 中國石油大學(xué)
摘要： 石墨相氮化碳(g-C3N4)納米片因其廉價、易得、無毒等優(yōu)點而在光催化領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用和研究.但單一的g-C3N4存在光生電子與空穴易復(fù)合等缺陷,而助催化劑的存在可以促進電荷轉(zhuǎn)移,延長載流子壽命,從而提高光催化性能.本文通過合成PtPd雙金屬合金納米顆粒作為助催化劑,對g-C3N4納米片光催化劑進行修飾以提高可見光照射下的光催化產(chǎn)氫速率.g-C3N4是以尿素為原材料,通過高溫熱縮聚和熱刻蝕的方法合成,PtPd/g-C3N4復(fù)合光催化劑通過化學(xué)還原沉積法合成.對所獲得的復(fù)合光催化劑進行了XRD測試并將結(jié)果與PdPt標準卡片進行了對比,結(jié)果表明,各峰的位置都能有較好的對應(yīng),說明成功合成了PdPt.采用TEM對PtPd/g-C3N4的形貌進行觀察,發(fā)現(xiàn)g-C3N4呈薄片狀,且PdPt顆粒較為均勻地分布在其表面.XPS測試發(fā)現(xiàn),PtPd/g-C3N4復(fù)合樣品中Pt和Pd元素的峰值較Pt/g-C3N4和Pd/g-C3N4均發(fā)生0.83eV的偏移,進一步說明合成了PtPd雙金屬合金納米顆粒.DRS測試表明,g-C3N4的帶隙寬度為2.69eV,而PtPd雙金屬合金納米顆粒的負載有效地減小了禁帶寬度,從而提高了光催化劑對光的利用率.光催化產(chǎn)氫性能實驗發(fā)現(xiàn),當g-C3N4負載PtPd雙金屬合金納米顆粒后,光催化產(chǎn)氫速率大幅度提高,其中負載量為0.2wt%的PtPd/g-C3N4復(fù)合光催化劑的產(chǎn)氫速率最高,為1600.8μmolg–1h^–1,是純g-C3N4納米片的800倍.向光催化體系中添加10gK2HPO4后,產(chǎn)氫速率提高到2885.0μmolg–1h^–1.當二元合金中Pt:Pd比為1:1時,PtPd/g-C3N4復(fù)合光催化劑上的產(chǎn)氫速率最高,分別是Pt/g-C3N4和Pd/g-C3N4上的3.6倍和1.5倍.另外,在420nm處量子效率為5.5%.PtPd/g-C3N4復(fù)合光催化劑還表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性,能夠在完成4次光催化實驗循環(huán)后仍然保持其良好的光催化活性.對PtPd/g-C3N4復(fù)合光催化劑進行了一系列光電化學(xué)表征.PL結(jié)果表明,PtPd/g-C3N4復(fù)合光催化劑與純g-C3N4相比熒光強度減弱,說明PtPd/g-C3N4
