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陜西科技大學Wei Li 和Xue-chuan Wang課題組--3D多孔g-C3N4/GO-M(Au,Pd,Pt)復合催化劑用于析氫反應:增強助催化劑-載體相互作用和促進電子轉移
        光催化制氫被認為是解決能源問題的理想策略。石墨烯相碳氮化合物(g-C3N4)憑借其典型的結構優勢,通常被用于制備先進的光催化劑。但是,對于普通的2D層狀g-C3N4,它通常呈現出較低的光穩定性。在此,采用模板技術通過熱處理構建了3D多孔的g-C3N4/GO(p-CNG)骨架。然后,將貴金屬(Au,Pd,Pt)助催化劑分別固定在3D p-CNG骨架上以構建3D p-CNG-M(Au,Pd,Pt)復合催化劑。典型的3D多孔結構以及g-C3N4與GO之間的強相互作用增加了比表面積,并改善了助催化劑的穩定性。所得到的3D p-CNG-M復合催化劑在模擬太陽下(SSL)呈現出增強的析氫反應(HER)活性,最佳的3D p-CNG-Pt復合催化劑在pH = 10.5時具有突出的HER活性(2565.81μmol·g-1·h-1),具有更強的助催化劑-載體相互作用,該性質約為3D p-CNG骨架(18.93μmol·g-1·h-1)的136倍。
 
  
Figure 1. (a)3D p-CNG骨架和3D p-CNG-M(Au,Pd,Pt)復合催化劑的FTIR光譜和(b)XRD圖。
 
  
Figure 2. (A)3D p-CNG-M(Au,Pd,Pt)復合催化劑的合成示意圖。(B-D)3D p-CNG-M的 TEM,HRTEM, HAADF,及對應的EDX映射和SAED圖像。
 
  
Figure 3. (a-c)新鮮和回收的3D p-CNG-M(Au,Pd,Pt)復合材料的XPS高分辨率光譜,3D p-CNG骨架和3D p-CNG-M(Au,Pd,Pt)復合催化劑的(d-g)N2吸附-解吸等溫線。
 
  
Figure 4. 最佳3D p-CNG-M(Au,Pd,Pt)復合催化劑的(a)HER動力學曲線,(b)平均HER速率,(f)耐久性和(g)循環性能。(c-e)研究催化劑用量對HER性能的影響。(h)最佳3D p-CNG-M(Au,Pd,Pt)復合催化劑在不同pH下的HER性能。
  
       該研究工作由陜西科技大學Wei Li 和Xue-chuan Wang課題組于2021年發表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文:Enhanced cocatalyst-support interaction and promoted electron transfer of 3D porous g-C3N4/GO-M (Au, Pd, Pt) composite catalysts for hydrogen evolution。

轉自《石墨烯雜志》公眾號

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