Citation: Feng Chen, Hui Yang, Wei Luo, Ping Wang, Huogen Yu. Selective adsorption of thiocyanate anions on Ag-modified g-C3N4 for enhanced photocatalytic hydrogen evolution[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2017, 38(12): 1990-1998. doi: 10.1016/S1872-2067(17)62971-1
硫氰根选择性吸附在g-C3N4/Ag表面增强其光催化制氢性能
本文采用光还原法将Ag沉积在g-C3N4半导体材料表面,然后通过在制氢牺牲剂中加入KSCN溶液,利用SCN-与Ag的亲和力来提高光生电子参与光催化反应的效率.结果表明,在SCN-存在的情况下,g-C3N4/Ag的光催化制氢性能显著提高.当制氢溶液中SCN-浓度为0.3 mmol L-1时,材料的光催化制氢性能达最大,为3.89 μmol h-1,比g-C3N4/Ag性能提高5.5倍.基于少量的SCN-就能明显提高g-C3N4/Ag材料的光催化性能,我们提出了一个可能性的作用机理:金属银和SCN-协同作用,即银纳米粒子作为光生电子的捕获和传输的一种有效的电子传递介质,而选择性吸附在银表面的SCN-作为界面活性位点有效地吸附溶液中的质子以促进产氢反应,二者协同作用,加速了g-C3N4-Ag-SCN-三物种界面之间电荷的传输、分离及界面催化反应速率,有效抑制了g-C3N4主体材料光生电子和空穴的复合,因而g-C3N4/Ag-SCN复合材料的光催化制氢性能提高.考虑到其成本低、效率高,SCN-助催化剂有很大的潜力广泛应用于制备高性能的银修饰光催化材料.
English
Selective adsorption of thiocyanate anions on Ag-modified g-C3N4 for enhanced photocatalytic hydrogen evolution
-
-
[1] S. W. Cao, J. X. Low, J. G. Yu, M. Jaroniec, Adv. Mater., 2015, 27, 2150-2176.
-
[2] J. Q. Wen, X. Li, H. Q. Li, S. Ma, K. L. He, Y. H. Xu, Y. P. Fang, W. Liu, Q. Z. Gao, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 204-212.
-
[3] P. Wang, Y. G. Lu, X. F. Wang, H. G. Yu, Appl. Surf. Sci., 2017, 391, 259-266.
-
[4] J. Q. Wen, J. Xie, X. B. Chen, X. Li, Appl. Surf. Sci., 2017, 391, 72-123.
-
[5] S. J. A. Moniz, S. A. Shevlin, D. J. Martin, Z. X. Guo, J. W. Tang, Energy Environ. Sci., 2015, 8, 731-759.
-
[6] M. S. Akple, J. X. Low, J. G. Yu, S. W. Liu, Z. Y. Qin, S. Wageh, A. A. Al-Ghamdi, Chin. J. Catal., 2015, 36, 2127-2134.
-
[7] F. Dong, Z. W. Zhao, Y. J. Sun, Y. X. Zhang, S. Yan, Z. B. Wu, Environ. Sci. Technol., 2015, 49, 12432-12440.
-
[8] J. X. Low, J. G. Yu, M. Jaroniec, S. Wageh, A. A. Al-Ghamdi, Adv. Ma-ter., 2017, 29, 1601694.
-
[9] X. F. Wang, J. J. Cheng, H. G. Yu, J. G. Yu, Dalton Trans., 2017, 46, 6417-6424.
-
[10] B. Yuan, J. X. Wei, T. J. Hu, H. B. Yao, Z. H. Jiang, Z. W. Fang, Z. Y. Chu, Chin. J. Catal., 2015, 36, 1009-1016.
-
[11] Y. J. Cui, Y. X. Wang, H. Wang, F. Cao, F. Y. Chen, Chin. J. Catal., 2016, 37, 1899-1906.
-
[12] Q. J. Xiang, B. Cheng, J. G. Yu, Appl. Catal. B, 2013, 138, 299-303.
-
[13] H. G. Yu, X. Huang, P. Wang, J. G. Yu, J. Phys. Chem. C, 2016, 120, 3722-3730.
-
[14] G. Hitoki, T. Takata, J. N. Kondo, M. Hara, H. Kobayashi, K. Doman, Chem. Commun., 2002, 1698-1699.
-
[15] P. Wang, Y. Sheng, F. Z. Wang, H. G. Yu, Appl. Catal. B, 2018, 220, 561-569.
-
[16] H. G. Yu, F. Y. Chen, F. Chen, X. F. Wang, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 385-392.
-
[17] S. C. Yan, S. B. Lv, Z. S. Li, Z. G. Zou, Dalton Trans., 2010, 39, 1488-1491.
-
[18] Z. W. Zhao, Y. J. Sun, F. Dong, Nanoscale, 2015, 7, 15-37.
-
[19] X. C. Wang, K. Maeda, A. Thomas, K. Takanabe, G. Xin, J. M. Carls-son, K. Domen, M. Antonietti, Nat. Mater., 2009, 8, 76-80.
-
[20] J. T. Zhang, F. Huang, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 287-295.
-
[21] J. Luo, X. S. Zhou, L. Ma, X. Y. Xu, Appl. Surf. Sci., 2016, 390, 357-367.
-
[22] Y. H. Li, K. L. Lv, W. K. Ho, F. Dong, X. F. Wu, Y. Xia, Appl. Catal. B, 2017, 202, 611-619.
-
[23] B. C. Zhu, P. F. Xia, Y. Li, W. K. Ho, J. G. Yu, Appl. Surf. Sci., 2017, 391, 175-183.
-
[24] K. L. He, J. Xie, X. Y. Luo, J. Q. Wen, S. Ma, X. Li, Y. P. Fang, X. C. Zhang, Chin. J. Catal., 2017, 38, 240-252.
-
[25] F. Y. Cheng, H. Yin, Q. J. Xiang, Appl. Surf. Sci., 2017, 391, 432-439.
-
[26] Y. N. Liu, R. X. Wang, Z. K. Yang, H. Du, Y. F. Jiang, C. C. Shen, K. Liang, A. W. Xu, Chin. J. Catal., 2015, 36, 2135-2144.
-
[27] X. H. Li, X. C. Wang, M. Antonietti, Chem. Sci, 2012, 3, 2170-2174.
-
[28] T. M. Di, B. C. Zhu, B. Cheng, J. G. Yu, J. S. Xu, J. Catal., 2017, 352, 532-541.
-
[29] Z. X. Zeng, K. X. Li, K. Wei, Y. H. Dai, L. S. Yan, H. Q. Guo, X. B. Luo, Chin. J. Catal., 2017, 38, 498-508.
-
[30] W. D. Zhang, Z. W. Zhao, F. Dong, Y. X. Zhang, Chin. J. Catal., 2017, 38, 372-378.
-
[31] K. Li, F. Y. Su, W. D. Zhang, Appl. Surf. Sci., 2016, 375, 110-117.
-
[32] J. Li, E. Z. Liu, Y. N. Ma, X. Y. Hu, J. Wan, L. Sun, J. Fan, Appl. Surf. Sci., 2016, 364, 694-702.
-
[33] Y. X. Yang, L. Geng, Y. N. Guo, J. Q. Meng, Y. H. Guo, Appl. Surf. Sci., 2017, 425, 535-546.
-
[34] Z. Z. Lin, L. H. Lin, X. C. Wang, Chin. J. Catal., 2015, 36, 2089-2094.
-
[35] Q. Sun, P. Wang, H. G. Yu, X. F. Wang, J. Mol. Catal. A, 2016, 424, 369-376.
-
[36] Z. X. Zeng, K. X. Li, K. Wei, Y. H. Dai, L. S. Yan, H. Q. Guo, X. B. Luo, Chin. J. Catal., 2017, 38, 29-38.
-
[37] J. Jiang, J. G. Yu, S. W. Cao, J. Colloid Interface Sci., 2016, 461, 56-63.
-
[38] S. W. Cao, J. Jiang, B. C. Zhu, J. G. Yu, Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, 19457-19463.
-
[39] H. G. Yu, P. Xiao, P. Wang, J. G. Yu, Appl. Catal. B, 2016, 193, 217-225.
-
[40] J. Y. Lang, M. Q. Liu, Y. G. Su, L. J. Yan, X. J. Wang, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 252-260.
-
[41] S. J. Liang, Y. Z. Xia, S. Y. Zhu, S. Zheng, Y. H. He, J. H. Bi, M. H. Liu, L. Wu, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 304-312.
-
[42] S. Samanta, S. Martha, K. Parida, ChemCatChem, 2014, 6, 1453-1462.
-
[43] Y. Shiraishi, Y. Kofuji, S. Kanazawa, H. Sakamoto, S. Ichikawa, S. Tanaka, T. Hirai, Chem. Commun., 2014, 50, 15255-15258.
-
[44] J. Kim, D. Monllor-Satoca, W. Choi, Energy Environ. Sci., 2012, 5, 7647-7656.
-
[45] Y. Choi, H. I. Kim, G. H. Moon, S. Jo, W. Choi, ACS Catal., 2016, 6, 821-828.
-
[46] Y. J. Sun, T. Xiong, Z. L. Ni, J. Liu, F. Dong, W. Zhang, W. K. Ho, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 356-362.
-
[47] L. Ge, C. C. Han, J. Liu, Y. F. Li, Appl. Catal. A, 2011, 409-410, 215-222.
-
[48] X. J. Bai, R. L. Zong, C. X. Li, D. Liu, Y. F. Liu, Y. F. Zhu, Appl. Catal. B, 2014, 147, 82-91.
-
[49] T. J. Chen, W. Quan, L. B. Yu, Y. Z. Hong, C. J. Song, M. S. Fan, L. S. Xiao, W. Gu, W. D. Shi, J. Alloy Compd., 2016, 686, 628-634.
-
[50] M. G. Walter, E. L. Warren, J. R. McKone, S. W. Boettcher, Q. Mi, E. A. Santori, N. S. Lewis, Chem. Rev., 2010, 110, 6446-6473.
-
[51] S. C. Yan, Z. S. Li, Z. G. Zou, Langmuir, 2009, 25, 10397-10401.
-
[52] X. H. Wu, F. Y. Chen, X. F. Wang, H. G. Yu, Appl. Surf. Sci., 2018, 427, 645-653.
-
[53] C. Levard, E. M. Hotze, B. P. Colman, A. L. Dale, L. Truong, X. Y. Yang, A. J. Bone, G. E. Brown, R. L. Tanguay, R. T. Di Giulio, E. S. Bernhardt, J. N. Meyer, M. R. Wiesner, G. V. Lowry, Environ. Sci. Technol., 2013, 47, 13440-13448.
-
[54] H. Li, Y. Jing, X. L. Ma, T. Y. Liu, L. F. Yang, B. Liu, S. Yin, Y. Z. Wei, Y. H. Wang, RSC Adv., 2017, 7, 8688-8693.
-
[55] J. Q. Wen, J. Xie, H. D. Zhang, A. P. Zhang, Y. J. Liu, X. B. Chen, X. Li, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 14031-14042.
-
[56] J. Y. Qin, J. P. Huo, P. Y. Zhang, J. Zeng, T. T. Wang, H. P. Zeng, Na-noscale, 2016, 8, 2249-2259.
-
[57] D. L. Jiang, L. L. Chen, J. M. Xie, M. Chen, Dalton Trans., 2014, 43, 4878-4885.
-
[58] F. Chen, H. Yang, X. F. Wang, H. G. Yu, Chin. J. Catal., 2017, 38, 296-304.
-
[59] Y. S. Xu, W. D. Zhang, ChemCatChem, 2013, 5, 2343-2351.
-
[60] L. F. Ming, H. Yue, L. M. Xu, F. Chen, J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 19145-19149.
-
[61] J. G. Yu, S. H. Wang, B. Cheng, Z. Lin, F. Huang, Catal. Sci. Technol., 2013, 3, 1782-1789.
-
[62] R. Castarlenas, A. Di Giuseppe, J. J. Pérez-Torrente, L. A. Oro, Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 211-222.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 6
- 文章访问数: 1413
- HTML全文浏览量: 208

下载: