第60卷第4期微纳电子技术Vol.60No.42023年4月MicronanoelectronicTechnologyApril2023■■■■■■■■■■■■■■■■■■材料与结构DOI:10.13250/j.cnki.wndz.2023.04.005收稿日期:2022-10-25基金项目:国家自然科学基金(61904122);山西省青年科学基金(201901D211074,20210302124479)通信作者:顼建乐;李朋伟NiS/TiO2/Ti3C2三元异质结结构的构筑及光催化产氢性能姚庆1,顼建乐1,金闯2,王亮1,赵文森1,李朋伟1(1.太原理工大学信息与计算机学院微纳系统研究中心,太原030000;2.江苏斯迪克新材料科技股份有限公司,江苏苏州215000)摘要:二维过渡金属碳化物MXene(Ti3C2)因其优良二维层状结构及导电性被认为是一种理想的光催化材料。采用两步水热法结合原位自氧化方法合成了NiS/TiO2/Ti3C2(TCTNS)三元复合光催化剂。运用多种分析手段(场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱仪及光电流测试)对其结构进行了表征,研究了其光催化分解水产氢的活性,探讨了材料的组成、结构与性能之间的相互影响。结果表明,与单一NiS和二元TiO2/Ti3C2催化剂相比,复合光催化剂具有更高的光电性能。其可见光驱动的光催化H2产氢速率可达3269μmol/(g·h),是二元TiO2/Ti3C2产氢速率的约19倍。实验结果表明,由于NiS和TiO2纳米颗粒覆盖重建的多异质结界面,以及TCTNS复合光催化剂中存在更多的电子转移通道,复合光催化剂可显著抑制光生载流子的复合,实现高效的光-电能源转换,因此在光催化产氢领域有广阔的应用前景。关键词:Ti3C2;MXene;原位自氧化;光催化产氢;异质结结构中图分类号:TQ116.2;O643.36;O644.1文献标识码:A文章编号:1671-4776(2023)04-0526-08ConstructionandPhotocatalyticHydrogenGenerationPerformanceofNiS/TiO2/Ti3C2TernaryHeterojunctionStructureYaoQing1,XuJianle1,JinChuang2,WangLiang1,ZhaoWensen1,LiPengwei1(1.Micro-NanoSystemResearchCenter,CollegeofInformationandComputer,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030000,China;2.JiangsuSidikeNewMaterialsScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Suzhou215000,China)Abstract:Two-dimensionaltransitionmetalcarbide(Ti3C2,MXene)isconsideredasanidealphotocatalyticmaterialduetoitsexcellenttwo-dimensionallayeredstructureandelectricalconductivity.NiS/TiO2/Ti3C2(TCTNS)ternaryphotocatalystwassynthesizedbyatwo-stephydrothermalmethodcombinedwithinsituautooxid...
