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Ti3C2/In4SnS8肖特基异质结用于高效光催化生成H2O2和Cr (VI)还原

周彤 ,  刘雪 ,  赵亮 ,  乔明涛 ,  雷琬莹

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引用本文: 周彤, 刘雪, 赵亮, 乔明涛, 雷琬莹. Ti3C2/In4SnS8肖特基异质结用于高效光催化生成H2O2和Cr (VI)还原[J]. 物理化学学报, 2024, 40(10): 230902. doi: 10.3866/PKU.WHXB202309020 shu
Citation:  Tong Zhou,  Xue Liu,  Liang Zhao,  Mingtao Qiao,  Wanying Lei. Efficient Photocatalytic H2O2 Production and Cr(VI) Reduction over a Hierarchical Ti3C2/In4SnS8 Schottky Junction[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2024, 40(10): 230902. doi: 10.3866/PKU.WHXB202309020 shu

Ti3C2/In4SnS8肖特基异质结用于高效光催化生成H2O2和Cr (VI)还原

  • 1.

    西安建筑科技大学材料科学与工程学院, 西安 710055;

  • 2.

    中国农业科学院烟草研究所, 山东 青岛 266101

    • 通讯作者: 雷琬莹,Email:leiwy@xauat.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金（51902243，52302112），陕西省教育厅重点科研计划项目（22JY039，22JY037），中央非营利科研机构基础研究经费（1610232023008），农业科技创新计划（ASTIP-TRIC07）资助

摘要: 人工光合成是一种先进的技术，主要利用太阳能作为唯一驱动能源，将水和氧气转化成双氧水（H2O2）。然而，目前常用的光催化系统的性能受制于其光吸收能力有限，载流子分离效率低以及表面反应能力弱等问题。在本文研究中，通过采用原位水热法，成功地在少层Ti3C2纳米片表面生长厚度为5–10 nm的立方相In4SnS8纳米片（Eg = 2.16 eV），形成了一种具有三明治结构的Ti3C2/In4SnS8纳米复合材料。深入的表征结果显示此2D/2D异质结构具有紧密的界面相互作用并且形成肖特基异质结，有助于载流子快速从In4SnS8转移至Ti3C2表面。其中，7 wt% Ti3C2/In4SnS8复合材料表现出最佳的可见光催化性能，H2O2生成速率为1.998 μmol·L-1·min-1，Cr（VI）的还原速率为19.8×10-3 min-1。通过捕获实验、气氛实验和电子顺磁共振分析，证明了H2O2生成的途径包括两种：一种是两步单电子还原路径，另一种是一步两电子水氧化路径。本研究为设计高效、多功能的催化体系提供了一种新的思路。

English

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  • 发布日期:  2023-12-20
  • 收稿日期:  2023-09-12
  • 接受日期:  2023-10-19
  • 修回日期:  2023-10-18
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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