【摘 要】
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半导体光解水析氢技术是解决当前环境污染和能源短缺问题的有效途径。三元金属硫化物硫化铟锌（ZnIn2S4）由于带隙窄、稳定性好和光电转换能力强等性质而备受关注,然而,单一的ZnIn2S4在光照射下光生载流子复合率高,其光催化效率明显受到限制。本论文通过将Ni掺杂的Mo S2（Ni-Mo-S）作助催化剂与ZnIn2S4进行复合的策略,制备出高效稳定的Ni-Mo-S/ZnIn2S4复合光催化剂。论文的主
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半导体光解水析氢技术是解决当前环境污染和能源短缺问题的有效途径。三元金属硫化物硫化铟锌（ZnIn2S4）由于带隙窄、稳定性好和光电转换能力强等性质而备受关注,然而,单一的ZnIn2S4在光照射下光生载流子复合率高,其光催化效率明显受到限制。本论文通过将Ni掺杂的Mo S2（Ni-Mo-S）作助催化剂与ZnIn2S4进行复合的策略,制备出高效稳定的Ni-Mo-S/ZnIn2S4复合光催化剂。论文的主要研究内容包括:1.通过操作简便的水热法制备ZnIn2S4和Ni-Mo-S,并对制备出的样品分别采用SEM、TEM、XPS、UV-Vis DRS和PL对其形貌、结构、元素组成及价态、光吸收特性及电荷分离转移情况进行表征。2.设计Ni-Mo-S/曙红（EY）染料敏化体系和Ni-Mo-S/ZnIn2S4复合光催化体系,分别通过光解水析氢实验对光催化性能进行研究。染料敏化光解水析氢体系的实验结果表明,Ni-Mo-S在EY敏化下最佳析氢速率达2.26 mmol h-1 g-1,是纯EY体系的2.72倍。Ni-Mo-S/ZnIn2S4复合光催化体系析氢实验结果表明,在乳酸溶液（酸性介质）和Na2S/Na2SO3溶液（碱性介质）中最佳析氢速率分别为6.07 mmol h-1 g-1和3.63 mmol h-1 g-1,分别是对应介质体系中纯ZnIn2S4析氢性能的5.28倍和2.33倍。表明Ni-Mo-S作（助）催化剂能显著增强对应体系的光催化析氢性能。3.构建并优化Ni-Mo-S的原子结构模型,基于第一性原理对Ni-Mo-S的结合能、能带结构、态密度、差分电荷密度及光学性质进行计算分析。从理论上进一步证实Ni-Mo-S纳米片具有出色的光催化活性。
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