Ni/ZnIn2S4的控制合成及其性能研究

王 雨薇, 龙 琴艳, 朱 良宇, 戴 卓轩, 朱 明晖, 陈 峰
宁德师范学院新能源与材料学院 福建宁德 352000

摘要

能源危机和环境问题成为威胁人类可持续发展的两大挑战，开发新型清洁能源势在必行，这使得光催化产氢技术受到广泛关注。ZnIn2S4作为一种三元金属硫化物半导体，其优点有具有光电特性、有适宜的带隙宽度可响应可见光，它被认为是很有发展潜力的光催化剂。但 ZnIn2S4仍具有光催化剂普遍存在的问题，如高光生载流子复合率、低电子利用率，限制其光催化产氢性能。为解决上述问题，本论文采用非贵金属 Ni 对 ZnIn2S4材料进行修饰，提高 ZnIn2S4的光电催化产生氢性能。用水热法制备 ZnIn2S4纳米花薄片，以 Ni(NO3)2为原料，用光沉积法，以 ZnIn2S4为前驱体，将 Ni 非贵金属负载在纳米片状 ZnIn2S4催化剂上；以氙灯为可见光光源，对不同比例的 Ni 负载量（0 wt.%、0.25 wt.%、0.5 wt.%、1 wt.%、2 wt.%）进行系统表征研究。研究结果表明，Ni 的最佳负载量下的 ZnIn2S4比纯的 ZnIn2S4产氢速率更高，其中 0.5 wt.% Ni/ZnIn2S4光催化性能最佳，产氢速率为 5.33 mmol·g-1·h-1，是单纯 ZnIn2S4的 6.8 倍，展现出优异的产氢性能。

关键词

光催化；Ni/ZnIn2S4；产氢；助催化剂

参考

[1]梁宏业. ZnIn2S4 基复合光催化剂的制备及其光催化性能研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨师范大学, 2022.[2]Lei Z, You W, Liu M, et al. Photocatalytic water reduction under visible light on a novel ZnIn2S4 catalyst synthesized by hydrothermal method[J]. Chemical Communications, 2003, 9(17):2142-2143.[3]Li Y, Zhang K, Peng S, et al. Photocatalytic hydrogen generation in the presence of ethanolamines over Pt/ZnIn2S4 under visible light irradiation[J]. Journal of molecular catalysis A: Chemical, 2012, 363-364:354-361.[4]Kudo A, Kato H. Effect of lanthanide-doping into NaTaO3photocatalysts for efficient water splitting[J]. Chemical Physics Letters, 2000, 331: 373-377