摘要
光催化技术绿色环保,近年来在氢能开发、污染净化、医疗保健等领域具有一定的应用前景,有望成为解决环境和能源问题的有效途径。通过控制煅烧条件成功转变相结构,制备了两种不同晶相结构的硒化钴(CoSe2),即正交相硒化钴(o-CoSe2)与立方相硒化钴(c-CoSe2)。选择半导体CdS进行复合,发现两种助催化剂均对光催化降解及制氢有良好的促进作用。通过莫特肖特基曲线(MS)、固体紫外吸收光谱(UV-vis DRS)、稳态荧光光谱(PL)和光电性能表征发现c-CoSe2比o-CoSe2具有更强的导电性及更高效的电荷传输能力,这理论上更利于光催化反应的进行。以乳酸为牺牲剂,o-CoSe2质量分数为10wt%的o-CoSe2/CdS和c-CoSe2质量分数为10wt%的c-CoSe2/CdS为最优负载量的制氢效率分别为9 006.2μmol·g-1·h-1和7 151.2μmol·g-1·h-1,较CdS单体而言分别提升了20倍和15倍,接近甚至超过了同条件下贵金属铂(Pt)负载的制氢活性。最优负载o-CoSe2质量分数为10wt%的o-CoSe2/CdS在含硫废水亚甲基蓝(MB)降解及协同产氢测试中兼顾了降解和产氢性能。结合光催化反应步骤及理论计算分析,发现o-CoSe2金属钴位点上有更合适的氢吸附自由能,是其具有最佳助催效果的关键原因。
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