Construction of Pt-M (M = Co, Ni, Fe)/g-C3N4 Composites for Highly Efficient Photocatalytic H2 Generation

Liang Wang Chenglu Zhu Lisha Yin Wei Huang

Citation:  Wang Liang, Zhu Chenglu, Yin Lisha, Huang Wei. Construction of Pt-M (M = Co, Ni, Fe)/g-C3N4 Composites for Highly Efficient Photocatalytic H2 Generation[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2020, 36(7): 190700. doi: 10.3866/PKU.WHXB201907001 shu

Pt-M (M = Co, Ni, Fe)/g-C3N4复合材料构建及其高效光解水制氢性能

    通讯作者: 殷丽莎, iamlsyin@njtech.edu.cn
  • 基金项目:

    江苏省自然科学基金(BK20160987)资助项目

    江苏省自然科学基金 BK20160987

摘要: 铂(Pt)是公认的优秀助催化剂:一方面,Pt能抑制光催化过程中光生载流子的复合;另一方面,Pt能降低光解水制氢反应过电势。尽管如此,高昂的价格和极低的丰度限制了Pt在光解水制氢中的应用。Pt基过渡金属合金在多种催化反应中呈现出卓越的催化性能,是潜在的助催化材料。在本工作中,我们利用Co、Ni、Fe等过渡金属部分取代贵金属Pt,并以乙二醇为还原剂,通过原位还原H2PtCl6和过渡金属盐制备了Pt-M/g-C3N4 (M = Co, Ni, Fe)复合材料。在可见光照射下,1% (w) Pt2.5M/g-C3N4 (M = Co, Ni, Fe)均表现出比同样条件下Pt负载的复合材料更高或者相当的光解水制氢性能。其次,我们通过调节Pt/Co的原子比例以及Pt-Co合金的负载量进一步优化了光催化性能。结果显示:1% (w) Pt2.5Co/g-C3N4复合材料表现出最高的光解水制氢性能,是同样条件下Pt负载的1.6倍。电化学阻抗谱(EIS)和光致发光光谱(PL)表明光催化性能的提升得益于电子从g-C3N4向Pt2.5Co的有效传输以及光生载流子复合被有效抑制。这一工作显示Pt基过渡金属合金在高效光解水制氢中具有潜在的应用前景,对于开发低成本、高效助催化剂具有一定的指导意义。

English

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  • 发布日期:  2020-07-15
  • 收稿日期:  2019-07-01
  • 修回日期:  2019-08-26
  • 网络出版日期:  2019-09-05
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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