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Photocatalytic H2 generation via CoP quantum-dot-modified g-C3N4 synthesized by electroless plating
Chinese Journal of Catalysis ( IF 16.5 ) Pub Date : 2020-01-01 , DOI: 10.1016/s1872-2067(19)63459-5 Kezhen Qi , Wenxiu Lv , Iltaf Khan , Shu-yuan Liu
Chinese Journal of Catalysis ( IF 16.5 ) Pub Date : 2020-01-01 , DOI: 10.1016/s1872-2067(19)63459-5 Kezhen Qi , Wenxiu Lv , Iltaf Khan , Shu-yuan Liu
Abstract Photocatalytic water splitting is a promising method for hydrogen production. Numerous efficient photocatalysts have been synthesized and utilized. However, photocatalysts without a noble metal as the co-catalyst have been rarely reported. Herein, a CoP co-catalyst-modified graphitic-C3N4 (g-C3N4/CoP) is investigated for photocatalytic water splitting to produce H2. The g-C3N4/CoP composite is synthesized in two steps. The first step is related to thermal decomposition, and the second step involves an electroless plating technique. The photocatalytic activity for hydrogen evolution reactions of g-C3N4 is distinctly increased by loading the appropriate amount of CoP quantum dots (QDs). Among the as-synthesized samples, the optimized one (g-C3N4/CoP-4%) shows exceptional photocatalytic activity as compared with pristine g-C3N4, generating H2 at a rate of 936 μ mol g−1 h−1, even higher than that of g-C3N4 with 4 wt% Pt (665 μmol g−1 h−1). The UV-visible and optical absorption behavior confirms that g-C3N4 has an absorption edge at 451 nm, but after being composited with CoP, g-C3N4/CoP-4% has an absorption edge at 497 nm. Furthermore, photoluminescence and photocurrent measurements confirm that loading CoP QDs to pristine g-C3N4 not only enhances the charge separation, but also improves the transfer of photogenerated e−-h+ pairs, thus improving the photocatalytic performance of the catalyst to generate H2. This work demonstrates a feasible strategy for the synthesis of highly efficient metal phosphide-loaded g-C3N4 for hydrogen generation.
中文翻译:
通过化学镀合成的CoP量子点修饰的g-C3N4光催化制氢
摘要 光催化分解水是一种很有前景的制氢方法。许多高效的光催化剂已被合成和利用。然而,很少报道没有贵金属作为助催化剂的光催化剂。在此,研究了 CoP 助催化剂改性的石墨-C3N4(g-C3N4/CoP)用于光催化分解水以产生 H2。g-C3N4/CoP 复合材料分两步合成。第一步涉及热分解,第二步涉及化学镀技术。通过加载适量的 CoP 量子点 (QD),g-C3N4 析氢反应的光催化活性明显提高。在合成的样品中,与原始 g-C3N4 相比,优化的样品 (g-C3N4/CoP-4%) 显示出优异的光催化活性,以 936 μmol g-1 h-1 的速率产生 H2,甚至高于具有 4 wt% Pt 的 g-C3N4(665 μmol g-1 h-1)。紫外可见光和光吸收行为证实g-C3N4在451nm处有吸收边,但与CoP复合后,g-C3N4/CoP-4%在497nm处有吸收边。此外,光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。紫外-可见光和光吸收行为证实g-C3N4在451 nm处有吸收边,但与CoP复合后,g-C3N4/CoP-4%在497 nm处有吸收边。此外,光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。紫外-可见光和光吸收行为证实g-C3N4在451 nm处有吸收边,但与CoP复合后,g-C3N4/CoP-4%在497 nm处有吸收边。此外,光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。
更新日期:2020-01-01
中文翻译:
通过化学镀合成的CoP量子点修饰的g-C3N4光催化制氢
摘要 光催化分解水是一种很有前景的制氢方法。许多高效的光催化剂已被合成和利用。然而,很少报道没有贵金属作为助催化剂的光催化剂。在此,研究了 CoP 助催化剂改性的石墨-C3N4(g-C3N4/CoP)用于光催化分解水以产生 H2。g-C3N4/CoP 复合材料分两步合成。第一步涉及热分解,第二步涉及化学镀技术。通过加载适量的 CoP 量子点 (QD),g-C3N4 析氢反应的光催化活性明显提高。在合成的样品中,与原始 g-C3N4 相比,优化的样品 (g-C3N4/CoP-4%) 显示出优异的光催化活性,以 936 μmol g-1 h-1 的速率产生 H2,甚至高于具有 4 wt% Pt 的 g-C3N4(665 μmol g-1 h-1)。紫外可见光和光吸收行为证实g-C3N4在451nm处有吸收边,但与CoP复合后,g-C3N4/CoP-4%在497nm处有吸收边。此外,光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。紫外-可见光和光吸收行为证实g-C3N4在451 nm处有吸收边,但与CoP复合后,g-C3N4/CoP-4%在497 nm处有吸收边。此外,光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。紫外-可见光和光吸收行为证实g-C3N4在451 nm处有吸收边,但与CoP复合后,g-C3N4/CoP-4%在497 nm处有吸收边。此外,光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。光致发光和光电流测量证实,将 CoP QD 负载到原始 g-C3N4 上不仅增强了电荷分离,而且改善了光生 e--h+ 对的转移,从而提高了催化剂产生 H2 的光催化性能。这项工作证明了一种合成高效金属磷化物负载 g-C3N4 用于制氢的可行策略。