Citation: Dandan Li, Yuming Dong, Guangli Wang, Pingping Jiang, Feiyan Zhang, Huizhen Zhang, Ji Li, Jinze Lyu, Yan Wang, Qingyun Liu. Controllable photochemical synthesis of amorphous Ni(OH)2 as hydrogen production cocatalyst using inorganic phosphorous acid as sacrificial agent[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2020, 41(5): 889-897. doi: S1872-2067(19)63499-6
以无机亚磷酸为牺牲剂光化学法制备无定形Ni(OH)2助催化剂用于光催化产氢
首先以不同磷酸盐为原料制备催化剂,发现以H2PO3-为无机牺牲剂制得的催化剂的光催化产氢活性非常突出,而且制得的催化剂具有无定形结构并且平均尺寸约为10nm.通过XRD,XPS等多种表征,证实了该条件下得到的产物是Ni(OH)2/g-C3N4.同时,通过设计对照实验,发现在使用H2PO3-作为牺牲剂,NiCl2作为镍源,g-C3N4作为光吸收材料条件下才能制得效果最好的催化剂.然后对光沉时间,原料添加量,产氢牺牲剂等多组条件进行了优化,得到最优的复合光催化剂Ni(OH)2/g-C3N4(4.36wt%)的光催化产氢速率为13707.86μmol·g-1·h-1,甚至高于Pt-4.36 wt%/g-C3N4的活性(11210.93μmol·g-1·h-1).最后,通过PL,TR-PL,SPV,I-V等多种表征对反应机理进行探究,结果表明,光催化产氢性能提升主要原因是Ni(OH)2的负载可以有效提高光生电荷的分离和转移效率,抑制光生电子对的重组.
-
关键词:
- 光催化
- / 光沉积
- / 产氢
- / 分解水
- / Ni (OH)2/g-C3N4
English
Controllable photochemical synthesis of amorphous Ni(OH)2 as hydrogen production cocatalyst using inorganic phosphorous acid as sacrificial agent
-
Key words:
- Photocatalysis
- / Photodeposition
- / Hydrogen production
- / Water splitting
- / Ni(OH)2/g-C3N4
-
-
[1] B. Tian, B. N. Tian, B. Smith, M. C. Scott, R. N. Hua, Q. Lei, Y. Tian, Nat. Commun., 2018, 9, 1397.
-
[2] B. Lin, H. An, X. Q. Yan, T. X. Zhang, J. J. Wei, G. D. Yang, Appl. Catal. B, 2017, 210, 173-183.
-
[3] Y. Y. Kang, Y. Q. Yang, L. C. Yin, X. D. Kang, G. Liu, H. M. Cheng, Adv. Mater., 2015, 27, 4572-4577.
-
[4] D. Qu, J. Liu, X. Miao, M. M. Han, H. C. Zhang, Z. Cui, S. R. Sun, Z. H. Kang, H. Y. Fan, Appl. Catal. B, 2018, 227, 418-424.
-
[5] S. W. Cao, H. Li, T. Tong, H. C. Chen, A. C. Yu, J. G. Yu, H. M. Chen, Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1802169.
-
[6] X. Li, J. G. Yu, M. Jaroniec, X. B. Chen, Chem. Rev., 2019, 119, 3962-4179.
-
[7] J. Q. Ma, Q. F. Yang, Y. Z. Wen, W. P. Liu, Appl. Catal. B, 2017, 201, 232-240.
-
[8] L. Zhou, L. Z. Wang, J. Y. Lei, Y. D. Liu, J. L. Zhang, Catal. Commun., 2017, 89, 125-128.
-
[9] L. G. Kong, Y. M. Dong, P. P. Jiang, G. L. Wang, H. Z. Zhang, N. Zhao, J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 9998-10007.
-
[10] 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.
-
[11] R. C. Shen, J. Xie, Q. J. Xiang, X. B. Chen, J. Z. Jiang, X. Li, Chin. J. Catal., 2019, 40, 240-288.
-
[12] X. X. Yan, Z. Y. Jia, H. B. Che, S. Q. Chen, P. Hua, J. S. Wang, L. Z. Wang, Appl. Catal. B, 2018, 234, 19-25.
-
[13] M. S. Fan, C. J. Song, T. J. Chen, X. Yan, D. B, Xu, W. Gu, W. D. Shi, L. S. Xiao, RSC Adv., 2016, 6, 34633-34640.
-
[14] Z. P. Huang, Z. Z. Chen, Z. B. Chen, C. C. Lv, M. G. Humphrey, C. Zhang, Nano Energy, 2014, 9, 373-382.
-
[15] B. Tian, Z. Li, W. L. Zhen, G. X. Lu, J. Phys. Chem. C, 2016, 120, 6409-6415.
-
[16] Y. M. Dong, L. G. Kong, G. L. Wang, P. P. Jiang, N. Zhao, H. Z. Zhang, Appl. Catal. B, 2017, 211, 245-251.
-
[17] D. S. Dai, H. Xu, L. Ge, C. C. Han, Y. Q. Gao, S. S. Li, Y. Lu, Appl. Catal. B, 2017, 217, 429-436.
-
[18] Y. M. Dong, L. G. Kong, P. P. Jiang, G. L. Wang, N. Zhao, H. Z. Zhang, B. Tang, ACS Sustainable Chem. Eng., 2017, 5, 6845-6853.
-
[19] S. Q. Peng, Y. Yang, J. N. Tan, C. Gan, Y. X. Li, Appl. Surf. Sci., 2018, 447, 822-828.
-
[20] T. F. Wu, P. F. Wang, Y. H. Ao, C. Wang, J. Colloid Interf. Sci., 2018, 525, 107-114.
-
[21] H. Zhao, S. N. Sun, P. P. Jiang, Z. C. J. Xu, Chem. Eng. J., 2017, 315, 296-303.
-
[22] J. L. Yuan, J. Q. Wen, Y. M. Zhong, X. Li, Y. P. Fang, S. S. Zhang, W. Liu, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 18244-18255.
-
[23] S. D. Guan, X. L. Fu, Y. Zhang, Z. J. Peng, Chem. Sci., 2018, 9, 1574-1585.
-
[24] H. Zhao, H. Z. Zhang, G. W. Cui, Y. M. Dong, G. L. Wang, P. P. Jiang, X. M. Wu, N. Zhao, Appl. Catal. B, 2018, 225, 284-290.
-
[25] J. Q Wen, J. Xie, Z. H. Yang, R. C. Shen, H. Y. Li, X. Y. Luo, X. B. Chen, X. Li, ACS Sustainable Chem. Eng., 2017, 5, 2224-2236.
-
[26] K. L. He, J. Xie, M. L. Li, X. Li, Appl. Surf. Sci., 2018, 430, 208-217.
-
[27] P. Wang, S. Q. Xu, F. Chen, H. G. Yu, Chin. J. Catal., 2019, 40, 343-351.
-
[28] J. J. Yi, H. P. Li, Y. J. Gong, X. J. She, Y. H. Song, Y. G. Xu, J. J. Deng, S. Q. Yuan, H. Xua, H. M. Li, Appl. Catal. B, 2019, 243, 330-336.
-
[29] H. Zhao, Y. M. Dong, P. P. Jiang, H. Y. Miao, G. L. Wang, J. J. Zhang, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 7375-7381.
-
[30] S. Ma, J. Xie, J. Q. Wen, K. L. He, X. Li, W. Liu, X. C. Zhang, Appl. Surf. Sci., 2017, 391, 580-591.
-
[31] 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.
-
[32] J. J. Zhu, H. Y. Yin, Z. Z. Cui, D. Y. Qin, J. Y. Gong, Q. L. Nie, Appl. Surf. Sci., 2017, 420, 323-330.
-
[33] J. Q. Yan, H. Wu, H. Chen, L. Q. Pang, Y. X. Zhang, R. B. Jiang, L. D. Li, S. Z. Liu, Appl. Catal. B, 2016, 194, 74-83.
-
[34] X. Y. Lu, J. Xie, S. Y. Liu, A. Adamski, X. B. Chen, X. Li, ACS Sustainable Chem. Eng., 2018, 6, 13140-13150.
-
[35] W. Zhang, H. W. Zhang, J. Z. Xu, H. Q. Zhuang, J. L. Long, Chin. J. Catal., 2019, 40, 320-325.
-
[36] R. T. Chen, S. Pang, H. Y. An, J. Zhu, S. Ye, Y. Y. Gao, F. T. Fan, C. Li, Nat. Energy, 2018, 3, 655-663.
-
[37] R. G. Li, F. X. Zhang, D. E. Wang, J. X. Yang, M. R. Li, J. Zhu, X. Zhou, H. X. Han, C. Li, Nat. Commun., 2013, 4, 1432.
-
[38] R. G. Li, H. X. Han, F. X. Zhang, D. E. Wang, C. Li, Energy Environ. Sci., 2014, 7, 1369-1376.
-
[39] A. Y. Meng, J. Zhang, D. F. Xu, B. Cheng, J. G. Yu, Appl. Catal. B, 2016, 198, 286-294.
-
[40] N. Zhao, L. G. Kong, Y. M. Dong, G. L. Wang, X. M. Wu, P. P. Jiang, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 9522-9531.
-
[41] W. J. Wang, J. C. Yu, D. H. Xia, P. K. Wong, Y. C. Li, Environ. Sci. Technol., 2013, 47, 8724-8732.
-
[42] P. Niu, L. L. Zhang, G. Liu, H. M. Cheng, Adv. Funct. Mater., 2012, 22, 4763-4770.
-
[43] S. S. Yi, J. M. Yan, B. R. Wulan, S. J. Li, K. H. Liu, Q. Jiang, Appl. Catal. B, 2017, 200, 477-483.
-
[44] S. B. Yang, Y. J. Gong, J. S. Zhang, L. Zhan, L. L. Ma, Z. Y. Fang, R. Vajtai, X. C. Wang, P. M. Ajayan, Adv. Mater., 2013, 25, 2452-2456.
-
[45] J. R. Ran, W. W. Guo, H. L. Wang, B. C. Zhu, J. G. Yu, S. Z. Qiao, Adv. Mater., 2018, 30, 1800128-1800133.
-
[46] L. Zhang, Y. B. Li, C. L. Li, Q. Chen, Z. Zhen, X. Jiang, M. Zhong, F. X. Zhang, H. W. Zhu, ACS Nano, 2017, 11, 12753-12763.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 4
- 文章访问数: 1577
- HTML全文浏览量: 62

下载: