【摘 要】
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氢燃料因其对环境友好、能量容量高等特点,被认为是满足未来能源需求的理想能源。自从首次在二氧化钛电极上发现光催化分解水现象,半导体光催化分解水就被认为是一种可以将丰富的太阳能转化为氢能的有潜力的方法。硫化镉基Mn Cd S固溶体由于其大的太阳光谱响应范围、合适的带边位置而显示出强于单一组分Cd S的优异的光催化产氢活性。在本论文中,通过液相法将零维Mn Cd S纳米颗粒负载在二维镍钴基纳米薄片或磷化
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氢燃料因其对环境友好、能量容量高等特点,被认为是满足未来能源需求的理想能源。自从首次在二氧化钛电极上发现光催化分解水现象,半导体光催化分解水就被认为是一种可以将丰富的太阳能转化为氢能的有潜力的方法。硫化镉基Mn Cd S固溶体由于其大的太阳光谱响应范围、合适的带边位置而显示出强于单一组分Cd S的优异的光催化产氢活性。在本论文中,通过液相法将零维Mn Cd S纳米颗粒负载在二维镍钴基纳米薄片或磷化钴多孔纳米片上,形成独特的二维/零维复合光催化剂。二维纳米片可以提供丰富的反应位点,增强光生载流子的转移能力,显著提升了Mn Cd S固溶体的光催化产氢活性。此外,通过分析一系列的表征测试结果,提出了相应的光催化产氢机理。具体内容和分析结果如下:（1）NiCo基纳米片修饰MnS/Mn0.2Cd0.8S（MMCS）复合光催化剂的制备及其光催化产氢性能研究。二维Ni Co2O4和Ni Co纳米片分别来自于Ni Co LDH/Ni Co（OH）2前驱体的氧化以及还原产物。MMCS纳米颗粒使用一锅溶剂热法制备,然后通过简单的液相方法负载到三种不同的Ni Co基纳米片上。与MMCS相比,所得的Ni Co基纳米片-MMCS复合材料的可见光光催化活性显著提高。此外,在这三种复合材料中,Ni Co2O4-MMCS（7%）的产氢速率最高为3308μmol g-1 h-1,在420 nm处的表观量子产率为6.42%,其光催化产氢速率分别为纯MMCS(149μmol g-1 h-1)和Pt-MMCS(671μmol g-1h-1)速率的22倍和5倍。电化学和光电化学（PEC）测试表明,Ni Co LDH/Ni Co（OH）2-MMCS、Ni Co-MMCS和Ni Co2O4-MMCS优异的光催化活性分别归因于形成了II型、肖特基和p-n异质结,这有效地促进了光生电荷分离和迁移。（2）多孔CoxP纳米片修饰Mn0.35Cd0.65S复合材料的制备及光催化产氢性能研究。通过将磷化Co（OH）2前驱体得到的CoxP多孔纳米片与Mn0.35Cd0.65S纳米颗粒进行复合,显著提高了Mn0.35Cd0.65S光催化性能。最佳比例（5%）的CoxP-Mn0.35Cd0.65S复合材料在可见光下的产氢速率为7189μmol g-1 h-1,在420 nm处的表观量子产率为18.9%。5%CoxP-Mn0.35Cd0.65S样品的产氢速率为纯Cd S的257倍,为Mn0.35Cd0.65S的18倍。这种优异的光催化产氢性能主要归功于引入的多孔CoxP纳米片,实现了高效的电荷转移并提供了丰富的活性中心。此外,Mn0.35Cd0.65S与CoxP的紧密接触有利于光生电荷的分离和迁移,从而提高了光催化剂的产氢活性。通过光致发光（PL）、时间分辨光致发光（TRPL）、电化学和光电化学（PEC）测试,研究了CoxP/Mn0.3 5Cd0.6 5S复合材料的光催化机理。
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