浙江理工大學李超榮Int. J. Hydrogen Energy：含雙功能Ni2P納米片的Z型CdS量子點/N

DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.09.084

采用連續靜電紡絲退火/還原化學沉積法制備了具有雙功能Ni2P納米片的Z型CdS量子點/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2納米管。首先，通過靜電紡絲法制備出TiO2納米管，隨后在納米管表面生長二維Ni2P片，并通過還原法引入Ti3+/Ov離子，然后在Ni2P薄片表面沉積CdS QDs。對其光催化制氫性能進行了評估，Z型CdS QDs/Ni2P/B-TiO2（約3303.85 μmol/g h）的光催化性能比未改性TiO2提高了約70倍。經電化學測量證實，HER增強的主要原因是2D Ni2P和Ti3+離子可以加速光生電子擴散到水中并減少H2活化勢壘，Z型異質結可以加速光生電荷載流子的分離和轉移，Ov離子和中空納米管可以提高太陽能利用率。

圖1.含雙功能Ni2P納米片的Z型CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2納米管的工藝示意圖。

圖2.不同樣品的XRD。

圖3.不同制備樣品的SEM，（a）TiO2納米管，（b）B-TiO2納米管，（c）Ni2P/B-TiO2納米管，（d）CdS/Ni2P/B-TiO2納米管。

圖4.（a）CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2納米管的氮氣吸附-解吸等溫線和（b）孔徑分布。

圖5.樣品的TEM，（a）CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2納米管的TEM，（b）CdS QDs/Ni2P薄片界面的HRTEM，（c）CdS的HRTEM，（d）Ni2P的HRTEM，（e）B-TiO2的HRTEM。

圖6.所制備CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2納米管的XPS，（a）Ti 2p，（b）O 1s，（c）Ni 2p，（d）P 2p，（e）Cd 3d，（f）S 2p。

圖7.不同制備樣品的FT-IR。

圖8.光催化HER性能，（a）不同樣品，（b）相應的直方圖。

圖9.（a）CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2納米管（CdS/Ni2P/B-TiO2-2）的光催化穩定性，（b）相應的直方圖。

圖10.不同樣品的可見吸收光譜。

圖11.（a）不同樣品的瞬態光電流和（b）EIS奈奎斯特圖。

圖12.（a）TiO2，（b）B-TiO2，（c）Ni2P，（d）CdS的Mott-Schottky圖。

圖13.含雙功能Ni2P納米片的Z型CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2納米管的光催化HER機理。