In2O3-Modified Three-Dimensional Nanoflower MoSx Form S-scheme Heterojunction for Efficient Hydrogen Production

Hongying Li Haiming Gong Zhiliang Jin

Citation:  Hongying Li, Haiming Gong, Zhiliang Jin. In2O3-Modified Three-Dimensional Nanoflower MoSx Form S-scheme Heterojunction for Efficient Hydrogen Production[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2022, 38(12): 220103. doi: 10.3866/PKU.WHXB202201037 shu

In2O3修饰三维纳米花MoSx构建S型异质结用于高效光催化产氢

    通讯作者: 靳治良, zl-jin@nun.edu.cn
  • 基金项目:

    宁夏回族自治区自然科学基金 2020AAC02026

摘要: 形貌控制和异质结构建是提升光催化剂性能的有效策略。本文采用In2O3修饰三维纳米花MoSx并构建S型异质结,为电子的传输提供了特殊的转移途径。通过合理调控In2O3的负载量,MoSx/In2O3的最佳产氢速率能够达到6704.2 μmol∙g−1∙h−1,是纯MoSx的1.8倍。采用荧光光谱和电化学测试证实复合材料中内部电子和空穴对的分离效率得到了有效的提升,并利用紫外漫反射测试和羟基自由基实验推测了析氢机理。

English

    1. [1]

      张鹏, 王继全, 李源, 姜丽莎, 王壮壮, 张高科. 物理化学学报, 2021, 37, 2009102. doi: 10.3866/PKU.WHXB202009102Zhang, P.; Wang, J.; Li, Y.; Jiang, L.; Wang, Z.; Zhang, G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2009102. doi: 10.3866/PKU.WHXB202009102

    2. [2]

      Xue, Y.; Huang, B.; Yi, Y.; Guo, Y.; Zuo, Z.; Li, Y.; Jia, Z.; Liu, H.; Li, Y. Nat. Commun. 2018, 9, 1460. doi: 10.1038/s41467-018-03896-4

    3. [3]

      Hui, L.; Xue, Y.; Yu, H.; Liu, Y.; Fang, Y.; Xing, C.; Huang, B.; Li, Y. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 10677. doi: 10.1021/jacs.9b03004

    4. [4]

      姜志民, 陈晴, 郑巧清, 沈荣晨, 张鹏, 李鑫. 物理化学报, 2021, 37, 2010059. doi: 10.3866/PKU.WHXB202010059Jiang, Z.; Chen, Q.; Zheng, Q.; Shen, R.; Zhang, P.; Li, X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2010059. doi: 10.3866/PKU.WHXB202010059

    5. [5]

      Hui, L.; Zhang, X.; Xue, Y.; Chen, X.; Fang, Y.; Xing, C.; Liu, Y.; Zheng, X.; Du, Y.; Zhang, C.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 1921. doi: 10.1021/jacs.1c12310

    6. [6]

      Li, Y.; Yang, T.; Li, H.; Tong, R.; Peng, S.; Han, X. J. Colloid Interface Sci. 2020, 578, 273. doi: 10.1016/j.jcis.2020.05.124

    7. [7]

      Hu, S.; Shi, J.; Luo, B.; Ai, C.; Jing, D. J. Colloid Interface Sci. 2022, 608, 2058. doi: 10.1016/j.jcis.2021.10.136

    8. [8]

      Karunadasa, H. I.; Montalvo, E.; Sun, Y. Science 2012, 335, 698. doi: 10.1126/science.1215868

    9. [9]

      Wang, L.; Xu, Z.; Wang, W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6693. doi: 10.1021/ja501686w

    10. [10]

      Zhou, X.; Zhao, W.; Pan, J.; Fang, Y.; Wang, F.; Huang, F. Chem. Commun. 2018, 54, 12714. doi: 10.1039/C8CC06714G

    11. [11]

      Kozlova, M. N.; Enyashin, A. N.; Grayfer, E. D.; Kuznetsov, V. A.; Plyusnin, P. E.; Nebogatikova, N. A.; Zaikovskii, V. I.; Fedorov, V. E. J. Mater. Chem. C 2017, 5, 6601. doi: 10.1039/C7TC01320E

    12. [12]

      Tiwari, R. K.; Yang, J.; Saeys, M.; Joachim, C. Surf. Sci. 2008, 602, 2628. doi: 10.1016/j.susc.2008.06.006

    13. [13]

      Yan, Y.; Xia, B.; Ge, X.; Liu, Z.; Wang, J.; Wang, X. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 12794. doi: 10.1021/am404843b

    14. [14]

      Yin, J.; Cao, H. Inorg. Chem. 2012, 51, 6529. doi: 10.1021/ic300005c

    15. [15]

      陈锐杰, 李锑, 方振远, 黄元勇, 罗必富, 施伟东. 物理化学学报, 2020, 36, 1903047. doi: 10.3866/PKU.WHXB201903047Chen, R.; Li, D.; Fang, Z.; Huang, Y.; Luo, B.; Shi, W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2020, 36, 1903047. doi: 10.3866/PKU.WHXB201903047

    16. [16]

      Reyes-Gil, K. R.; Reyes-García, E. A.; Raftery, D. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14579. doi: 10.1021/jp072831y

    17. [17]

      Ma, D.; Shi, J.; Zou, Y.; Fan, Z.; Shi, J.; Cheng, L.; Sun, D. Nanoscale 2018, 10, 7860. doi: 10.1039/C8NR00170G

    18. [18]

      Low, J.; Yu, J.; Jaroniec, M.; Wageh, S.; Al-Ghamdi A. A. Adv. Mater. 2017, 29, 1601694. doi: 10.1002/adma.201601694

    19. [19]

      黄悦, 梅飞飞, 张金峰, 代凯, Dawson, G. 物理化学学报, 2022, 38, 2108028. doi: 10.3866/PKU.WHXB202108028Huang, Y.; Mei, F.; Zhang, J.; Dai, K.; Dawson, G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2022, 38, 2108028. doi: 10.3866/PKU.WHXB202108028

    20. [20]

      Gong, H.; Li, Z.; Chen, Z.; Liu, Q.; Song, M.; Huang, C. ACS Appl. Nano Mater. 2020, 3, 3665. doi: 10.1021/acsanm.0c00388

    21. [21]

      Gong, H.; Wang, G.; Li, H.; Jin, Z.; Guo, Q. Int. J. Hydrog. Energy 2020, 45, 26733. doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.07.059

    22. [22]

      Zhang, M.; Hu, Q.; Ma, K.; Ding, Y.; Li, C. Nano Energy. 2020, 73, 104810. doi: 10.1016/j.nanoen.2020.104810

    23. [23]

      Xu, Q.; Zhang, L.; Cheng, B.; Fan, J.; Yu, J. Chem 2020, 6, 1543. doi: 10.1016/j.chempr.2020.06.010

    24. [24]

      Wang, R.; Shen, J.; Zhang, W.; Liu, Q.; Zhang, M.; Zulfiqara, Tang, H. Ceram. Int. 2020, 46, 23. doi: 10.1016/j.ceramint.2019.08.226

    25. [25]

      Hu, T.; Dai, K.; Zhang, J.; Zhu, G.; Liang, C. Mater. Lett. 2019, 257, 126740. doi: 10.1016/j.matlet.2019.126740

    26. [26]

      Liu, X.; Min, S.; Xue, Y.; Lei, Y.; Chen, Y.; Wang, F.; Zhang, Z. Renew. Energy 2019, 138, 562. doi: 10.1016/j.renene.2019.01.127

    27. [27]

      Sathish, R.; Ran, D.; Kang, L.; Mao, N.; Zhang, J. Appl. Catal. B Environ. 2016, 194, 16. doi: 10.1016/j.apcatb.2016.04.007

    28. [28]

      Yan, X.; Wang, G.; Zhang, Y.; Guo, Q.; Jin, Z. Int. J. Hydrog. Energy 2020, 45, 2578. doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.11.227

    29. [29]

      Peng, Y.; Bin, W.; Liu, Z. Int. J. Hydrog. Energy 2018, 43, 23109. doi: 10.1016/j.ijhydene.2018.10.215

    30. [30]

      Zhang, Z.; Huang, L.; Zhang, J.; Wang, F.; Xie, Y.; Shang, X.; Gu, Y.; Zhao, H.; Wang, X. Appl. Catal. B Environ. 2018, 233, 112. doi: 10.1016/j.apcatb.2018.04.006

    31. [31]

      Massey, A.T.; Gusain, R.; Kumari, S.; Khatri, O. P. Ind. Eng. Chem. Res. 2016, 55, 7124. doi: 10.1021/acs.iecr.6b01115

    32. [32]

      Rai, P.; Wook Yoon, J.; Hoon-Kwak, C.; Lee-Heun, J. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 264. doi: 10.1039/C5TA08873A

    33. [33]

      Sun, L.; Zhuang, Y.; Yuan, Y.; Zhan, W.; Wang, X.; Han, X.; Zhao, Y. Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1902839. doi: 10.1002/aenm.201902839

    34. [34]

      Wang, F.; He, X.; Sun, L.; Chen, J.; Wang, X.; Xu, J.; Han, X. J. Mater. Chem. A 2018, 6, 2091. doi: 10.1039/C7TA09166D

    35. [35]

      Yan, T.; Zhang, X.; Liu, H.; Jin, Z. J. Struct. Chem. 2022, 41, 2201047. doi: 10.14102/j.cnki.0254-5861.2021-0057

    36. [36]

      Li, Y.; Wang, G.; Wang, Y.; Jin, Z. Catal. Sci. Technol. 2020, 10, 2931. doi: 10.1039/D0CY00087F

    37. [37]

      Zhang, L.; Hao, X.; Li, Y.; Jin, Z. Appl. Surf. Sci. 2020, 499, 143862. doi: 10.1016/j.apsusc.2019.143862

    38. [38]

      Zhang, L.; Wang, G.; Hao, X.; Jin, Z.; Wang, Y. Chem. Eng. J. 2020, 395, 125113. doi: 10.1016/j.cej.2020.125113

    39. [39]

      Jin, Z.; Li, H.; Gong, H.; Yang, K.; Guo, Q. Catal. Sci. Technol. 2021, 11, 4749. doi: 10.1039/D1CY00683E

    40. [40]

      Li, J.; Luo, B.; Zheng, X.; Jing, D.; Ma, L. Catal. Sci. Technol. 2021, 11, 7624. doi: 10.1039/D1CY01677F

    41. [41]

      Quarto, F.; Sunseri, C.; Piazza S.; Romano, M. C. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2519. doi: 10.1021/jp970046n

    42. [42]

      Li, M.; Li, J.; Jin, Z. Dalton Trans. 2020, 49, 5143. doi: 10.1039/D0DT00271B

    43. [43]

      Li, Y.; Jin, Z.; Zhang, L.; Fan, K. Chin. J. Catal. 2019, 40, 390. doi: 10.1016/S1872-2067(18)63173-0

    44. [44]

      Maiti, R.; Mukherjee, S.; Haldar, S.; Bhowmick, D.; Ray, S. K. Carbon 2016, 104, 226. doi: 10.1016/j.carbon.2016.04.004

    45. [45]

      Ke, L.; Li, P.; Wu, X.; Jiang, S.; Luo, M.; Liu, Y.; Le, Z.; Sun, C.; Song, S. Appl. Catal. B: Environ. 2017, 205, 319. doi: 10.1016/j.apcatb.2016.12.043

    46. [46]

      Hao, X.; Cui, Z.; Zhou, J.; Wang, Y.; Hu, Y.; Wang, Y.; Zou, Z. Nano Energy 2018, 52, 105. doi: 10.1016/j.nanoen.2018.07.043

    47. [47]

      Hu, Y.; Hao, X.; Cui, Z.; Zhou, J.; Chu, S.; Wang, Y.; Zou, Z. Appl. Catal. B: Environ. 2020, 260, 118131. doi: 10.1016/j.apcatb.2019.118131

    48. [48]

      Zhao, S.; Xu, J.; Mao, M.; Li, L.; Li, X. Appl. Surf. Sci. 2020, 528, 147016. doi: 10.1016/j.apsusc.2020.147016

    49. [49]

      Gong, H.; Zhang, X.; Wang, G.; Liu, Y.; Li, Y.; Jin, Z. Mol. Catal. 2020, 485, 110832. doi: 10.1016/j.mcat.2020.110832

    50. [50]

      Xia, P.; Cao, S.; Zhu, B.; Liu, M.; Shi, M.; Yu, J.; Zhang, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 5218. doi: 10.1002/anie.201916012

    51. [51]

      Li, H.; Hao, X.; Gong, H.; Jin, Z.; Zhao, T. J. Colloid Interface Sci. 2021, 586, 84. doi: 10.1016/j.jcis.2020.10.072

    52. [52]

      Li, H.; Gong, H.; Jin, Z. Appl. Catal. B: Environ. 2022, 307, 121166. doi: 10.1016/j.apcatb.2022.121166

    53. [53]

      Wang, J.; Wang, G.; Cheng, B.; Yu, J.; Fan, J. Chin. J. Catal. 2021, 42, 56. doi: 10.1016/S1872-2067(20)63634-8

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  26
  • 文章访问数:  1010
  • HTML全文浏览量:  137
文章相关
  • 发布日期:  2022-12-15
  • 收稿日期:  2022-01-23
  • 接受日期:  2022-03-15
  • 修回日期:  2022-03-04
  • 网络出版日期:  2022-03-22
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章