CN115608388A - 一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂及其制备方法和应用，片状MnIn2S4以花瓣状组装至球状Cs3PMo12O40外表面形成壳核结构。制备方法为：将片状MnIn2S4、磷钼酸、碳酸铯依次加入去离子水中搅拌均匀，采用沉淀溶解法并洗涤干燥即可。本发明得到的复合光催化剂制备工艺简单、性质稳定、分散性好、吸附能力强，可用于光解水制氢以及光催化降解。使用本发明的复合光催化剂产氢量提高；光催化降解效果可有效降解四环素(TC)、重铬酸钾(Cr(VI))、诺氟沙星(NFX)、卡马西平(CBZ)，在1h内分别对TC、Cr(VI)、NFX、CBZ降解高达80％～98％。
Description
技术领域
本发明涉及光催化技术技术领域，更具体的说是涉及一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
光催化半导体材料可以使太阳能转化为化学能，目前被广泛利用于光解水制氢以及光催化降解等方面，光催化技术就是研究如何更好的利用光催化半导体材料。多金属氧酸盐(Cs3PMo12O40)具有价格低廉，易合成，稳定性好，比表面积大等优点。另外Cs3PMo12O40作为一种类半导体多酸，比其他无机半导体材料展现出更多的优势。但是Cs3PMo12O40也存在着光响应范围窄，无法充分吸收利用可见光，量子效率利用过低，光生电子和光生空穴的复合速率较快等问题。
硫铟锰作为一种窄带隙的半导体，具有良好的可见光响应能力。然而正因为其禁带窄，因此导致了它本身的光生电子空穴对复合速率快，从而限制了其光催化性能。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种球状Cs3PMo12O40与片状MnIn2S4复合的壳核型光催化剂及其制备和应用，旨在解决背景技术中指出的现有技术存在的问题。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂，片状MnIn2S4以花瓣状组装至球状Cs3PMo12O40外表面形成壳核结构。
优选的，所述片状MnIn2S4直径为5-25nm，球状Cs3PMo12O40直径为200-250nm,壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂直径为400-700nm，其中Cs3PMo12O40与MnIn2S4的质量比为7-11:1。
复合改性后的壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂具有优良的氧化还原能力，同时具有更多正的VB电位和更多负的CB电位，这对于光催化性能的提高是非常有利的。此外，壳核型复合光催化剂在结构上，具有更多活性点位，较普通0D、1D和2D复合催化剂，有更大的比表面积，更有利于降解反应的发生，促进反应效率。
并且，壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂具有良好的可见光吸收性，加速了光生载流子的分离，增大了活性点位，提高了光催化活性。
上述壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：将片状MnIn2S4、磷钼酸、碳酸铯依次加入去离子水中搅拌均匀，采用沉淀溶解法并洗涤干燥得到球状Cs3PMo12O40与片状MnIn2S4复合的壳核型光催化剂。
优选的，所述片状MnIn2S4的制备方法为：将四水合乙酸锰、氯化铟、硫代乙酰胺依次加入去离子水中搅拌均匀，采用水热法得到MnIn2S4悬浮液，将悬浮液洗涤干燥得到片状MnIn2S4。
优选的，所述四水合乙酸锰、氯化铟、硫代乙酰胺的摩尔比为(0.1-2):(1-4):(1-10)。
优选的，所述水热法具体为：将将四水合乙酸锰、氯化铟、硫代乙酰胺依次加入去离子水中搅拌均匀后置于烘箱中，控制以1-5℃/min的升温速度升温至180-260℃，保温煅烧18-36h。
优选的，所述MnIn2S4悬浮液在室温下搅拌4～6h，然后用去离子水洗涤6-10次，置于烘箱中60-80℃干燥10～12h。
优选的，所述碳酸铯与磷钼酸中n(Cs):n(P)＝3:1～6:1。
优选的，所述沉淀溶解法具体为：将片状MnIn2S4、磷钼酸、碳酸铯依次加入去离子水中搅拌均匀，将所得溶液置于离心管离心得到产物，然后用去离子水洗涤6-10次，置于烘箱中60-80℃干燥10～12h。
上述壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂可用于在光解水制氢或降解水中污染物。
本发明的有益效果：
本发明的壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂具有结构稳定、分散性强、吸附能力强的特点，有利于电子的顺利传输；本发明的制备方法简单、成本低廉，所制备的复合光催化剂能够有效降解污水中的四环素(TC)、重铬酸钾(Cr(VI))、诺氟沙星(NFX)和卡马西平(CBZ)，可在1h内，分别对TC、Cr(VI)、NFX、CBZ降解高达80％～98％。同时在可见光照射下，具备光解水制氢的性能。另外，本发明的壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂还具有低毒、操作简单等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1制得的Cs3PMo12O40/MnIn2S4的XRD图。
图2是不同比例Cs3PMo12O40/MnIn2S4的扫描电镜图。
图3是本发明对比例1制得的Cs3PMo12O40/MnIn2S4的扫描电镜图。
图4是不同比例Cs3PMo12O40/MnIn2S4的光催化产氢量。
图5是本发明实施例1制得的Cs3PMo12O40/MnIn2S4的循环光催化产氢量。
图6是本发明实施例1制得的Cs3PMo12O40/MnIn2S4对不同污染物的降解率图。
图7是本发明实施例1制得的Cs3PMo12O40/MnIn2S4的降解循环图。
图8是不同比例Cs3PMo12O40/MnIn2S4的TC降解速率图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法：
分别取四水合乙酸锰(1mmol)、氯化铟(1mmol)、硫代乙酰胺(1mmol)于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，接着转移至衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，置于烘箱以5℃/min的升温速率升至240℃煅烧24h，将悬浮液洗涤干燥，得到片状MnIn2S4固体。称取100mg片状MnIn2S4、1g碳酸铯和2g磷钼酸于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，将所得溶液置于离心管离心得到产物，然后用去离子水洗涤8次(去离子水加注量为50ml)，置于烘箱中60℃干燥12h，即得到Cs3PMo12O40：MnIn2S4的质量比为9的Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂。
实施例2
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法：
分别取四水合乙酸锰(1mmol)、氯化铟(2mmol)、硫代乙酰胺(5mmol)于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，接着转移至衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，置于烘箱以3℃/min的升温速率升至180℃煅烧18h，将悬浮液洗涤干燥，得到片状MnIn2S4固体。称取100mg片状MnIn2S4、1g碳酸铯和2g磷钼酸于烧杯(去离子水80ml)中混合搅拌均匀，将所得溶液置于离心管离心得到产物，然后用去离子水洗涤6次(去离子水加注量为60ml)，置于烘箱中60℃干燥10h，即得Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂。
实施例3
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法：
分别取四水合乙酸锰(1mmol)、氯化铟(2mmol)、硫代乙酰胺(5mmol)于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，接着转移至衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，置于烘箱以1℃/min的升温速率升至240℃煅烧20h，将悬浮液洗涤干燥，得到片状MnIn2S4固体。称取100mg片状MnIn2S4、2g碳酸铯和1g磷钼酸于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，将所得溶液置于离心管离心得到产物，然后用去离子水洗涤6次(去离子水加注量为50ml)，置于烘箱中80℃干燥10h，即得Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂。
实施例4
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法：分别取四水合乙酸锰(2mmol)、氯化铟(1mmol)、硫代乙酰胺(4mmol)于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，接着转移至衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，置于烘箱以5℃/min的升温速率升至190℃煅烧30h，将悬浮液洗涤干燥，得到片状MnIn2S4固体。称取100mg片状MnIn2S4、2g碳酸铯和3g磷钼酸于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，将所得溶液置于离心管离心得到产物，然后用去离子水洗涤7次(去离子水加注量为60ml)，置于烘箱中80℃干燥12h，即得Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂。
实施例5
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法：分别取四水合乙酸锰(2mmol)、氯化铟(3mmol)、硫代乙酰胺(6mmol)于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，接着转移至衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，置于烘箱以4℃/min的升温速率升至240℃煅烧28h，将悬浮液洗涤干燥，得到片状MnIn2S4固体。称取100mg片状MnIn2S4、1g碳酸铯和2g磷钼酸于烧杯(去离子水100ml)中混合搅拌均匀，将所得溶液置于离心管离心得到产物，然后用去离子水洗涤6次(去离子水加注量为40ml)，置于烘箱中70℃干燥10h，即得Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂。
实施例6
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法：分别取四水合乙酸锰(1mmol)、氯化铟(3mmol)、硫代乙酰胺(7mmol)于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，接着转移至衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，置于烘箱以3℃/min的升温速率升至200℃煅烧36h，将悬浮液洗涤干燥，得到片状MnIn2S4固体。称取100mg片状MnIn2S4、3g碳酸铯和1g磷钼酸于烧杯(去离子水100ml)中混合搅拌均匀，将所得溶液置于离心管离心得到产物，然后用去离子水洗涤6次(去离子水加注量为30ml)，置于烘箱中70℃干燥11h，即得Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂。
对比例1
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法：
分别取四水合乙酸锰(2mmol)、氯化铟(1mmol)、硫代乙酰胺(3mmol)于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，接着转移至衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，置于烘箱以2℃/min的升温速率升至200℃煅烧20h，将悬浮液洗涤干燥，得到片状MnIn2S4固体。称取100mg片状MnIn2S4、1g碳酸铯和2g磷钼酸于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，将所得溶液置于离心管离心得到产物，然后用去离子水洗涤7次(去离子水加注量为70ml)，置于烘箱中70℃干燥11h，即得Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂。
图3为对比例1制备的Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的扫描电镜图，从扫描电镜图中可以看出，对比例1制备的片状MnIn2S4固体尺寸小，未形成花瓣状的形貌，活性点位少，催化性能差。
对比例2
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法：
分别取四水合乙酸锰(1mmol)、氯化铟(2mmol)、硫代乙酰胺(3mmol)于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，接着转移至衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，置于烘箱以5℃/min的升温速率升至220℃煅烧22h，将悬浮液洗涤干燥，得到片状MnIn2S4固体。称取100mg片状MnIn2S4、1g碳酸铯和0.4g磷钼酸于烧杯(去离子水50ml)中混合搅拌均匀，将所得溶液置于离心管离心得到产物，然后用去离子水洗涤6次(去离子水加注量为50ml)，置于烘箱中70℃干燥10h，即得Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂。
应用例1
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的应用实例：
采用实施例1制备的Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂，以及制备Cs3PMo12O40与MnIn2S4的质量比为7和11的复合光催化剂，同时采用单一的Cs3PMo12O40和MnIn2S4作为各个质量比光催化性能的对照，通过对照，得出最优比为9。称取20mg各光催化剂加入到50ml15％的三乙醇胺溶液中，加上420nm的滤光片，反应1h后，用气相色谱测定氢气产生量。通过公式推算其产氢性能，结果如图4。将质量比为9的Cs3PMo12O40/MnIn2S4催化剂循环进行水解5次，测定其稳定性，结果如图5。
图4可以看出，实施例1所制备的Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂在可见光照射下，具备优异的光解水性能，其中质量比为9的复合光催化剂产氢性能高达19.26μmol。
图5可以看出，实施例1所制备的Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂具有良好的光解水稳定性，在5次循环后依然具有优异的光解水制氢性能。
应用例2
一种核壳型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的应用实例：
选用实施例1所制备的Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂，称取20mg催化剂置于20ml 40ppm的污染物溶液中，暗处理达到脱吸附平衡后使用300W氙灯照射1h，用紫外测定溶液吸收值，通过公式计算降解率，结果如图6。将催化剂循环进行降解4次，测定其稳定性，结果如图7。
图6可以看出实施例1所制备的Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂能后在1h后使污染物降解80～98％，降解率高、反应时间快，其中TC、Cr(VI)、NFX、CBZ溶液浓度分别为20ppm、80ppm、30ppm和20ppm。
图7可以看出实施例1所制备的Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂具有良好的光催化降解稳定性，在4次循环后依然具有优异的光催化降解性能。
按照上述方法采用实施例2-6和对比例1-2制备的Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂对四环素(TC)进行降解，1h降解结果如表1所示。
表1
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂，其特征在于，片状MnIn2S4以花瓣状组装至球状Cs3PMo12O40外表面形成壳核结构。
2.根据权利要求1所述的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂，其特征在于，所述片状MnIn2S4直径为5-25nm，球状Cs3PMo12O40直径为200-250nm,壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂直径为400-700nm，其中Cs3PMo12O40与MnIn2S4的质量比为7-11:1。
3.根据权利要求1或2所述的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将片状MnIn2S4、磷钼酸、碳酸铯依次加入去离子水中搅拌均匀，采用沉淀溶解法并洗涤干燥得到球状Cs3PMo12O40与片状MnIn2S4复合的壳核型光催化剂。
4.根据权利要求3所述的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述片状MnIn2S4的制备方法为：将四水合乙酸锰、氯化铟、硫代乙酰胺依次加入去离子水中搅拌均匀，采用水热法得到MnIn2S4悬浮液，将悬浮液洗涤干燥得到片状MnIn2S4。
5.根据权利要求4所述的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法，所述四水合乙酸锰、氯化铟、硫代乙酰胺的摩尔比为(0.1-2):(1-4):(1-10)。
6.根据权利要求4所述的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述水热法具体为：将四水合乙酸锰、氯化铟、硫代乙酰胺依次加入去离子水中搅拌均匀后置于烘箱中，控制以1-5℃/min的升温速度升温至180-260℃，保温煅烧18-36h。
7.根据权利要求4所述的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述MnIn2S4悬浮液在室温下搅拌4～6h，然后用去离子水洗涤6-10次后，置于烘箱中60-80℃干燥10～12h。
8.根据权利要求3所述的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述碳酸铯与磷钼酸中n(Cs):n(P)＝3:1～6:1。
9.根据权利要求3所述的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述沉淀溶解法具体为：将片状MnIn2S4、磷钼酸、碳酸铯依次加入去离子水中搅拌均匀，将所得溶液离心、洗涤后，置于烘箱中60-80℃干燥10～12h。
10.一种如权利要求1或2所述的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂或权利要求3-9任一项所述的制备方法制备得到的一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂在光解水制氢或降解水中污染物中的应用。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117205944A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-12-12 | 盐城工学院 | 一种新型氧硫化物光催化剂及其制备方法与应用 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013192996A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Fujitsu Ltd | 光触媒、及び光触媒の製造方法 |
| CN105233842A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-01-13 | 上海理工大学 | 多元金属硫化物/石墨烯复合可见光催化剂的制备方法 |
| CN107317070A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-11-03 | 上海交通大学 | 锂空气电池阴极用尖晶石结构硫化物催化剂材料及其制备方法 |
| CN110681399A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-14 | 福建师范大学福清分校 | ZnIn2S4基核-壳型复合光催化剂的制备及应用 |
| CN111250110A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-09 | 江苏大学 | 一种可见光响应SnIn4S8纳米粒子/TiO2纳米带核壳型复合光催化剂的制备方法 |
| CN112536046A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-03-23 | 郑州轻工业大学 | 具有高效还原活性的片状硫化铟锌光催化剂的制备方法 |
| CN113181919A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-30 | 吉林化工学院 | 一种纤维状钛酸钴与氮化碳复合的光催化剂的制备及应用 |
| CN113398994A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-17 | 西北大学 | 一种Keggin型杂多酸难溶盐异质结催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113457653A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-10-01 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种光催化复合材料、其制备方法及应用 |
| CN113694955A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-26 | 浙江大学 | 一种质子化类石墨相氮化碳负载多金属氧酸盐催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114950482A (zh) * | 2022-04-16 | 2022-08-30 | 延安大学 | 一种金属修饰Zn2In2S5极化光催化材料及其制备方法和用途 |
-
2022
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013192996A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Fujitsu Ltd | 光触媒、及び光触媒の製造方法 |
| CN105233842A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-01-13 | 上海理工大学 | 多元金属硫化物/石墨烯复合可见光催化剂的制备方法 |
| CN107317070A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-11-03 | 上海交通大学 | 锂空气电池阴极用尖晶石结构硫化物催化剂材料及其制备方法 |
| CN110681399A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-14 | 福建师范大学福清分校 | ZnIn2S4基核-壳型复合光催化剂的制备及应用 |
| CN111250110A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-09 | 江苏大学 | 一种可见光响应SnIn4S8纳米粒子/TiO2纳米带核壳型复合光催化剂的制备方法 |
| CN112536046A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-03-23 | 郑州轻工业大学 | 具有高效还原活性的片状硫化铟锌光催化剂的制备方法 |
| CN113181919A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-30 | 吉林化工学院 | 一种纤维状钛酸钴与氮化碳复合的光催化剂的制备及应用 |
| CN113457653A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-10-01 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种光催化复合材料、其制备方法及应用 |
| CN113398994A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-17 | 西北大学 | 一种Keggin型杂多酸难溶盐异质结催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113694955A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-26 | 浙江大学 | 一种质子化类石墨相氮化碳负载多金属氧酸盐催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114950482A (zh) * | 2022-04-16 | 2022-08-30 | 延安大学 | 一种金属修饰Zn2In2S5极化光催化材料及其制备方法和用途 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| HONGFEI SHI等: "Construction of Z-scheme Cs3PMo12O40/g-C3N4 composite photocatalyst with highly efficient photocatalytic performance under visible light irradiation", 《JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY》, vol. 311, pages 3 * |
| MIN ZHANG等: "Direct Z-scheme a-MnO2@MnIn2S4 hierarchical photocatalysts with atomically defined junctions for improved photocatalytic activities", 《NANOSCALE ADVANCES》, vol. 3, no. 3, pages 814 * |
| 李覃: "硫化物基光催化剂的制备和可见光光催化产氢活性", 《中国优秀博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117205944A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-12-12 | 盐城工学院 | 一种新型氧硫化物光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN117205944B (zh) * | 2023-03-16 | 2024-04-30 | 盐城工学院 | 一种氧硫化物光催化剂及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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