Sn3O4是一种新型半导体光催化材料，其中的Sn2+与Sn4+混合价态使其具有优异的可见光吸收性能[8,9]。Sn3O4独特的三维分级结构能通过光的多次反射提高其对光能的捕获效率，可降解有机污染物、光解水和CO2还原[10,11]。但是，Sn3O4的光生载流子复合率较高和在高温制备过程中易团聚。构建新型Sn3O4基异质结，可促进电荷分离和抑制团聚。近年来，具有优异氧化还原性能的S型异质结构受到了极大的关注[12,13]。S型异质结构独特的电荷转移性能不仅能促进异质结组分间光生电子-空穴对的分离，还能保留具有强氧化还原能力的载流子，从而使其光催化性能显著提高[14,15]。Wang等[16]用溶剂热法将Ni掺杂Sn3O4微花锚定在g-C3N4上构建出S型Ni-Sn3O4/g-C3N4光催化剂，可氧化水产生H2。与纯Ni-Sn3O4 (12 μmol·h-1·g-1)和g-C3N4 (1391 μmol·h-1·g-1)相比，Ni-Sn3O4/g-C3N4光催化剂在可见光照射下产率极高(1961 μmol·h-1·g-1)。Zhou等[17]在Sn3O4纳米片上负载无定形In2S3颗粒形成S型In2S3/Sn3O4异质结，在可见光照射下在2.5 min内对六价铬(Cr(VI))的降解速率高达1.07 min-1，分别是单一Sn3O4 (0.07 min-1)和In2S3(0.16 min-1)的15.3倍和6.7倍。
1 实验方法
1.1 光催化剂的制备
实验用试剂：三氯化锑(SbCl3)、硫脲、乙二醇、二水合氯化亚锡(SnCl2·2H2O)、二水合柠檬酸三钠(C6H5Na3O7·2H2O)、无水乙醇和甲基橙(均为分析纯)。去离子水是实验室自制的。
Sb2S3纳米棒的制备[22]：先将0.724 g SbCl3和1.4 g硫脲溶解在80 mL乙二醇中，持续搅拌30 min后将悬浮液转移至容积为100 mL的聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，在180 ℃反应10 h。反应结束后冷却至室温，将所得产物依次用去离子水和乙醇充分洗涤置于60 ℃烘箱中干燥6 h，得到Sb2S3纳米棒。
Sb2S3/Sn3O4异质结构的制备[23]：将0.8047 g氯化亚锡和2.205 g柠檬酸三钠溶于15 mL去离子水和15 mL乙醇的混合溶液中，搅拌30 min后分别加入0.025、0.05、0.1或0.2 g的Sb2S3纳米棒，继续搅拌30 min后将混合悬浮液移至50 mL聚四氟乙烯内衬高压釜中，在180 ℃水热反应12 h。反应完成冷却至室温后收集产物并用去离子水和乙醇充分洗涤，最后将其在60 ℃真空干燥箱中干燥6 h，得到Sb2S3/Sn3O4异质结构光催化剂。依据Sb2S3的质量将样品分别记为SS(0.025)、SS(0.05)、SS(0.1)和SS(0.2)。
1.2 光催化剂的表征
用X射线衍射仪(XRD, Rigaku Ultima IV)测试样品的XRD谱。测试样品的X射线光电子能谱(XPS, Axis Supra+)以分析其表面的化学组成和元素价态，以C 1s标准峰(284.8 eV)校准结合能。用场发射扫描电子显微镜(FESEM, Hitachi S-4800)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM, JEM-F200)观察样品的形貌与微观结构。用紫外-可见分光光度计(Shimadzu UV-2550)采集紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)。用荧光分光光度计(Edinburgh FLS1000)采集光致发光(PL)光谱，激发波长为320 nm。用电子自旋共振光谱仪(ESR, Bruker A300)检测催化反应活性物质。用等离子发射光谱仪(ICP-OES, ICPE-9820)检测元素含量。
使用CHI 660E电化学工作站的标准的三电极体系测试样品的(光)电化学性能，包括光电流响应、EIS和Mott-Schottky曲线测试。以500 W氙灯作为光源，Pt丝和Ag/AgCl电极分别作为对电极和参比电极。工作电极的制备：将5 mg催化剂分散在含Nafion的混合溶液中(1.5 mL去离子水+1.5 mL乙醇)形成均匀的悬浮液，将其滴涂在干净的FTO导电玻璃上(工作面积1 cm × 1 cm)，然后在60 ℃干燥固化。电解液为0.1 mol·L-1的Na2SO4水溶液。
测试光催化性能：以MO为目标降解物，在氙灯光源(500 W，配备λ > 420 nm滤光片)照射下测试样品的光催化活性。将20 mg光催化剂分散在20 mL的MO溶液(20 mg/L)中。光照前，将混合溶液在暗环境中搅拌30 min以确保催化剂对染料的吸附-脱附达到平衡。随后开启光源进行40 min的光催化降解实验，期间每隔10 min吸取上层溶液从中离心分离出上清液，用紫外-可见分光光度法测定MO在464 nm波长处的吸收率。其降解率为
式中A为降解率，C0和C分别为MO溶液的初始和光照一定时间的质量浓度。
2 结果和讨论
2.1 光催化剂的形貌和元素分布
图1给出了Sb2S3、Sn3O4以及Sb2S3/Sn3O4异质结构的形貌。从图1a可见，棒状结构的纯Sb2S3表面光滑、轮廓清晰，直径约为200 nm。从图1b可见Sn3O4纳米片团簇，其尺寸为数微米。图1c给出了SS(0.1)复合材料的形貌，可见Sb2S3为棒状结构，Sn3O4纳米片均匀生长在其表面，复合后直径增至约1 μm。这表明，Sb2S3的引入抑制了Sn3O4的团聚，使其均匀分散。图1d给出了Sn3O4纳米片形貌的放大图，可见其在Sb2S3表面均匀分布。从图1e可见，SS(0.1)样品呈棒状结构，表面包裹着Sn3O4纳米片。图1g、i分别给出了图1f和图1h中矩形区域的HRTEM图像，其中0.277 nm的晶格条纹对应Sn3O4的(
图1
图1
Sb2S3, Sn3O4和SS(0.1)的SEM图，SS(0.1)的TEM图及框选区的HRTEM图和SS(0.1)中Sn、O、Sb和S的EDS面分布图
Fig.1
SEM images of Sb2S3 (a), Sn3O4 (b), and SS(0.1) (c, d), TEM images of SS(0.1) (e, f, h), HRTEM images corresponding to the region marked in Fig. 1f (g) and Fig. 1h (i), and EDS elemental mapping showing the distribution of Sn, O, Sb, and S in SS(0.1) (j)
2.2 Sb2S3/Sn3O4 异质结构光催化剂的组成和结构
2.2.1 光催化剂的组成
图2a给出了纯Sb2S3、纯Sn3O4以及不同Sb2S3含量的Sb2S3/Sn3O4异质结构的XRD谱。根据与Sb2S3的标准卡片(JCPDS#75-1310)比较，纯Sb2S3的谱中的衍射峰均对应斜方晶系结构的Sb2S3，尖锐的衍射峰表明其结晶度良好且纯度较高。在纯Sn3O4的谱中，2θ为24.08°、26.78°、31.52°、32.26°、37.14°、50.09°和51.69°处的特征衍射峰分别对应三方晶系Sn3O4的(101)、(111)、(
图2
图2
Sb2S3、Sn3O4及SS(0.1)样品的XRD谱、XPS全谱以及Sn 3d、O 1s、Sb 3d以及S 2p的XPS高分辨谱
Fig.2
XRD patterns of Sb2S3, Sn3O4 and SS(0.1) (a), XPS spectra of Sn3O4, Sb2S3, and SS(0.1) (b), and high-resolution spectra of Sn 3d (c), O 1s (d), Sb 3d (e), and S 2p (f)
2.2.2 光催化剂表面的组成和状态
图2b给出了Sb2S3、Sn3O4和SS(0.1)的XPS全谱(0~800 eV)。在Sn3O4的谱中只出现了Sn和O元素强度较高的特征峰，表明其纯度良好。在Sb2S3的全谱中只有Sb和S元素的峰，证实了合成的成功。SS(0.1)的全谱中出现了Sn、O、Sb和S元素清晰的峰，表明成功地构建出Sb2S3/Sn3O4异质结构。为了进一步揭示材料中元素的化学状态，进行了光谱分析。图2c给出了纯Sn3O4和SS(0.1)中Sn 3d的高分辨XPS谱。对于纯Sn3O4，位于结合能为495.83 eV和487.43 eV的特征峰分别对应Sn 3d3/2和Sn 3d5/2。对分峰的拟合结果表明，495.97 eV和487.6 eV处的峰归属于Sn4+，而494.94 eV和486.54 eV处的峰则归属于Sn2+[24]。图2d给出了纯Sn3O4的O 1s光谱，结合能位于532.7 eV和531.4 eV的峰分别对应表面吸附氧和晶格氧[25]。图2e给出了纯Sb2S3的Sb 3d谱，在538.86 eV和529.52 eV处的峰分别归属于Sb3+的Sb 3d3/2和Sb 3d5/2[26]。图2f给出了纯Sb2S3的S 2p高分辨XPS谱，结合能为162.40 eV和160.85 eV处的拟合峰分别对应S 2p3/2和S 2p1/2的自旋轨道，表明S元素以S2-的形式存在[27]。与纯Sn3O4相比，SS(0.1)中Sn 3d和O 1s的峰略向低能方向移动，表明Sn3O4一侧电子密度的提高。而与纯Sb2S3相比，SS(0.1)中的Sb 3d和S 2p的XPS峰正向偏移，说明Sb2S3周围的电子密度较低。这种结合能偏移表明，在SS(0.1)异质结构内电子从Sb2S3向Sn3O4转移。这种电子转移在异质结界面处形成由Sb2S3指向Sn3O4的内建电场(IEF)，能促进光生载流子的分离和转移，有利于光催化活性的提高[26,28]。
2.3 催化剂的光吸收特性
图3a给出了纯Sb2S3和Sn3O4催化剂样品的紫外-可见光吸收光谱。可以看出，Sn3O4的吸收边位于485 nm，在600~800 nm区间光吸收非常微弱；而Sb2S3的吸收边位于776 nm，表明其不仅能吸收紫外光，对可见光的吸收能力也比较强。与Sn3O4相比，SS(0.1)样品的光吸收范围明显扩宽。采用Kubelka-Munk函数半导体的禁带宽度为
图3
图3
Sn3O4、Sb2S3和SS(0.1)的紫外-可见吸收光谱以及Sb2S3和Sn3O4的(αhν)2与光子能量(hν)的关系
Fig.3
UV-Vis absorption spectra of Sn3O4, Sb2S3, and SS(0.1) (a), Tauc plots of (αhν)2 versus photon energy (hν) for Sn3O4 and Sb2S3 (b)
2.4 催化剂的电化学性能
图4a给出了Sb2S3、Sn3O4以及SS(0.1)催化剂样品在可见光照射下的瞬时光电流密度。可以看出，所有样品都具有光响应特性。SS(0.1)的光电流密度显著比Sb2S3和Sn3O4的高，其原因是Sb2S3与Sn3O4之间的异质结促进了光生载流子的分离。图4b给出了Sn3O4、Sb2S3和SS(0.1)样品的EIS谱。可以看出，EIS谱中SS(0.1)的弧线半径比Sn3O4和Sb2S3的小，表明其在光生载流子传输过程中界面电荷转移电阻(Rct)较低[30]。根据插图中的等效电路(其中R1为电解质溶液电阻，Rct为电荷转移电阻，CPE为常相位角元件，W0为Warburg阻抗)拟合EIS数据，结果表明：单一Sb2S3 (Rct = 232262 Ω·cm2)和Sn3O4 (Rct = 192471 Ω·cm2)的Rct值都显著比SS(0.1)异质结材料(Rct = 75356 Ω·cm2)的高。由此可见，SS(0.1)异质结能促进光生电子-空穴对的分离并加速界面电荷转移，从而使光催化反应活性提高。图4c给出了样品的PL光谱，可表征光生电子-空穴对的复合情况，较低的PL强度意味着载流子分离更高效[31]。从图中可见，单一Sn3O4在442 nm处有一个较高的发射峰。与Sb2S3形成异质结，使SS(0.1)在相同位置出现的发射峰强度显著降低。这表明，Sb2S3/Sn3O4异质结的形成抑制了光生载流子的复合和促进了载流子的分离。
图4
图4
Sb2S3、Sn3O4和SS(0.1)的瞬态光电流、电化学阻抗谱和PL光谱
Fig.4
Transient photocurrent responses (a), EIS spectra (inset is the equivalent circuit model) (b) and PL spectra (c) of Sb2S3, Sn3O4 and SS(0.1)
2.5 对MO的光催化降解性能及其稳定性
用Sn3O4、Sb2S3和Sb2S3/Sn3O4异质结构催化剂降解MO，以表征其光催化特性。图5a给出了MO浓度比(C / C0)随时间的变化。可以看出，不添加催化剂或只添加Sb2S3时，MO的浓度几乎不变。使用纯Sn3O4时，在40 min内对MO的降解率约为68%。而SS(0.05)、SS(0.1)和SS(0.2)复合催化剂的光催化活性均比纯Sn3O4的高。Sb2S3添加量为0.1 g的催化剂，在40 min内对MO的降解率高达91%。如图5b所示，所有催化剂对MO的降解均符合伪一级动力学模型，即ln (C0/C) = kt [32]。图5c表明，纯Sn3O4、Sb2S3、SS(0.025)、SS(0.05)、SS(0.1)和SS(0.2)光催化剂的反应速率常数(k)分别为0.02131、0.0006、0.0153、0.0303、0.0595和0.0281 min-1。这表明，SS(0.1)异质结构催化剂的光催化性能显著比单一组分的高。从图5d可见，SS(0.1)光催化剂循环使用5次后对MO的降解率不变，表明其稳定性良好。
图5
图5
催化剂的降解效率曲线、伪一级动力学拟合曲线、表观速率常数对比以及SS(0.1)催化剂的循环稳定性
Fig.5
Degradation efficiency (a), pseudo-first-order kinetics (b), apparent rate constants (c) of the catalysts, and cycling stability of the SS(0.1) catalyst (d)
2.6 催化剂的光催化机理
图6a、b分别给出了Sb2S3和Sn3O4不同频率的Mott-Schottky曲线。两条曲线的斜率均为正，表明Sb2S3和Sn3O4都是n型半导体[6]。两条Mott-Schottky曲线的切线与横轴的交点(1/C2 = 0)分别给出了Sb2S3和Sn3O4的平带电位(Efb)为-0.74 V和-0.71 V (相对于Ag/AgCl电极，pH = 7)。根据ENHE = EAg/AgCl + 0.197 V将其转换为相对于标准氢电极(NHE)的电位，得到Sb2S3和Sn3O4的平带电位分别为-0.54 V和-0.51 V (vs. NHE)。n型半导体的导带底电位(ECB)近似等于其平带电位[33]。因此，据此可以估算出Sb2S3和Sn3O4的ECB分别约为-0.54 V和-0.51 V (vs. NHE, pH = 7)。根据EVB = ECB + Eg可计算其价带顶电位(EVB)。Sb2S3和Sn3O4的禁带宽度(Eg)分别为1.61 eV和2.63 eV，于是可得其EVB分别为+1.07 V和+2.12 V (vs. NHE, pH = 7)。这表明，Sb2S3与Sn3O4之间形成了内错型能带排列，依据传统的type-Ⅱ或S型电荷转移机制，形成异质结可促进光生载流子的分离即降低了复合几率，从而使其光催化效率提高[34,35]。
图6
图6
Sb2S3和Sn3O4的Mott-Schottky曲线
Fig.6
Mott-Schottky plots of Sb2S3 (a) and Sn3O4 (b)
为了明确电荷转移机制，进行自由基捕获实验和分析SS(0.1)复合材料在光催化降解MO过程中的主要活性物种。分别向反应体系中加入苯醌(BQ)、草酸铵(AO)和异丙醇(IPA)作为超氧自由基(
图7
图7
不同捕获剂对SS(0.1)降解MO效率的影响、
Fig.7
Degradation efficiency of MO by SS(0.1) in the presence of different scavengers (a), ESR signal for
分析两种半导体的功函数以揭示Sb2S3/Sn3O4异质结的电荷转移驱动力。Sb2S3的功函数(Φ ≈ 4.7 eV[36])比Sn3O4的(Φ ≈ 5.2 eV[28])小，表明Sb2S3的Fermi能级较高。因此，两者接触时电子将从Sb2S3自发流向Sn3O4直至Fermi能级对齐。这一分析得到的结论，得到XPS分析结果的支持。如前所述(图2c~f)，与纯Sb2S3相比，SS(0.1)中的Sb 3d和S 2p的特征峰结合能向高能方向偏移，而与纯Sn3O4相比，Sn 3d和O 1s的特征峰结合能则向低能方向移动，表明电子从Sb2S3向Sn3O4转移。该过程在界面处建立了一个由Sb2S3指向Sn3O4的IEF，使其能带弯曲。Sb2S3一侧电子耗尽使能带向上弯曲，而Sn3O4一侧电子富集使能带向下弯曲。基于此提出了SS(0.1)异质结构降解MO的S型电荷转移机理(图8)[37,38]：在光照下，Sn3O4和Sb2S3价带中的电子同时激发产生电子-空穴对；IEF使Sn3O4导带(CB)上还原能力较弱的光生电子和Sb2S3价带(VB)上氧化能力较弱的光生空穴被牵引至界面发生复合。同时，还原能力较强的光生电子保留在Sb2S3的CB上(-0.54 V vs. NHE)，由于其电位负于O2/
图8
图8
Sb2S3/Sn3O4异质结构光催化降解MO时的电荷转移路径示意图
Fig.8
Schematic diagram of the charge transfer pathway in the photocatalytic degradation of MO by Sb2S3/Sn3O4 heterojunction
3 结论
(1) 用溶剂热法在Sb2S3纳米棒表面生长Sn3O4纳米片，可构建Sb2S3/Sn3O4 S型异质结光催化剂，其光催化活性显著优于单一的Sb2S3或Sn3O4。调节Sb2S3的添加量，可优化这种催化剂的性能。这种催化剂的稳定性良好，多次循环使用后其降解效率保持不变。
(2) 这种催化剂中的超氧自由基(
参考文献
Visible/solar light active photocatalysts for organic effluent treatment: fundamentals, mechanisms and parametric review
[J].
A review on the water problem associate with organic pollutants derived from phenol, methyl orange, and remazol brilliant blue dyes
[J].
Photocatalytic degradation of methyl orange using palygorskite supported Zn-In LDO/ZnS/In2S3 composites
[J].
坡缕石负载Zn-In LDO/ZnS/In2S3复合材料对甲基橙的光催化降解
[J].
以坡缕石负载Zn-In LDO(PGS@Zn-In LDO)和硫代乙酰胺为原料，通过水热法在PGS@Zn-In LDO上原位生长ZnS、In<sub>2</sub>S<sub>3</sub>制备PGS@Zn-In LDO/ZnS/In<sub>2</sub>S<sub>3</sub>复合材料，利用X射线衍射仪(XRD)、比表面积-孔径分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、热场发射透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、紫外-可见分光光度计(Uv-vis DRS)、荧光光谱仪、电化学交流阻抗(EIS)测试等手段对其表征，研究其对甲基橙(MO)的光催化降解性能。结果表明，这种材料的吸光范围比Zn-In LDO/ZnS/In<sub>2</sub>S<sub>3</sub>的宽。并且坡缕石有利于Zn-In LDO/ZnS/In<sub>2</sub>S<sub>3</sub>复合材料的光生载流子的迁移。模拟可见光光照60 min后50%PGS@Zn-In LDO/ZnS/In<sub>2</sub>S<sub>3</sub>-2复合材料对甲基橙(MO)的降解率为99.1%，其催化稳定性也比较高。在这种材料的光降解反应中起关键作用的是超氧负离子和空穴，在相同的实验条件下对酸性品红、结晶紫、罗丹明B、孔雀石绿、亚甲基蓝等常见染料的降解率不低于97.2%。
Fabrication and photocatalytic properties of Ce-La-Ag Co-doped TiO2/basalt fiber composite photocatalyst
[J].
Ce-La-Ag共掺杂TiO2/玄武岩纤维复合光催化剂的制备和性能
[J].以玄武岩纤维(BF)为载体,用溶胶凝胶法将Ce-La-Ag共掺TiO<sub>2</sub>负载于BF上制备出Ce-La-Ag共掺杂TiO<sub>2</sub>/玄武岩纤维复合光催化剂。用光催化降解氨氮废水,研究了烧结温度和废水的pH值对Ce-La-Ag-TiO<sub>2</sub>/BF光催化活性的影响。结果表明：Ce-La离子与纳米Ag颗粒的协同作用使TiO<sub>2</sub>的禁带宽度由3.2 eV降至2.15 eV。Ce-La-Ag-TiO<sub>2</sub>的光催化活性优于纯TiO<sub>2</sub>、Ag-TiO<sub>2</sub>和Ce-La-TiO<sub>2</sub>,负载到BF使其光催化活性进一步提高。当复合光催化剂的烧结温度为600 ℃、氨氮废水的pH值为10.5、模拟可见光的照射时间为360 min时,Ce-La-Ag-TiO<sub>2</sub>/BF对氨氮废水重复降解5次的降解率仍高于88.2%。
Emerging Freshwater Pollutants
[M].
Advancements in adsorption and photocatalytic degradation technologies of brilliant green from water: current status, challenges, and future prospects
[J].
Immobilization of TiO2 and ZnO by facile surface engineering methods to improve semiconductor performance in photocatalytic wastewater treatment: a review
[J].
Recent progress on Sn3O4 nanomaterials for photocatalytic applications
[J].
Sn3O4: a novel heterovalent-tin photocatalyst with hierarchical 3D nanostructures under visible light
[J].
Inhibition of Sn(II) oxidation in Z-scheme BiVO4-QD@Sn3O4 for overall water splitting
[J].
Theoretical and experimental research of novel fluorine doped hierarchical Sn3O4 microspheres with excellent photocatalytic performance for removal of Cr(VI) and organic pollutants
[J].
A strategic co-assembly of carbon nanotubes and graphene on hierarchical flower-like Sn3O4 clusters aimed to enhance lithium storage capability
[J].
An S-scheme photocatalyst constructed by modifying SnIn4S8 nanosheets on AgVO3 nanorods for enhanced photocatalytic performance
[J].
Designing Bi2O3-Sn3O4 Z-scheme heterojunction on TiO2 NTs for improving photocatalytic performance
[J].
An all-solid-state Z-scheme Na-NbO3-Au-Sn3O4 photocatalyst for effective degradation of carbofuran under sunlight irradiation
[J].
An S-scheme photocatalyst constructed by modifying Ni-doped Sn3O4 micro-flowers on g-C3N4 nanosheets for enhanced visible-light-driven hydrogen evolution
[J].
Ultrafast photoreduction of Cr(VI) by enhanced adsorption and internal electric field induced via S-scheme In2S3/Sn3O4 heterostructures with robust interface
[J].
Anodic Sb2S3 electrodeposition from a single source precursor for resistive random-access memory devices
[J].
Characterization of core@shell-structured ZnO@Sb2S3 particles for effective hydrogen production from water photo spitting
[J].
CdSe quantum dots supported on Sb2S3 nanorods as S-scheme heterojunction photoanode in photoelectrochemical cells
[J].
Tailoring the crystallographic orientation of a Sb2S3 thin film for efficient photoelectrochemical water reduction
[J].
Construction of core-shell Sb2S3@CdS nanorod with enhanced heterointerface interaction for chromium-containing wastewater treatment
[J].
Enhanced photocatalytic activity of Sn3O4/TiO2 heterostructures for Cr(VI) reduction and isoniazid degradation
[J].
Constructed Co3O4-Sn3O4 hierarchical nanoflower-tree heterostructure with boosting photoelectrocatalytic efficiency for water decontamination
[J].
Hydrothermal preparation of Sn3O4/TiO2 nanotube arrays as effective photocatalysts for boo-sting photocatalytic dye degradation and hydrogen production
[J].
Defects regulation of Sb2S3 by construction of Sb2S3/In2S3 direct Z-scheme heterojunction with enhanced photoelectrochemical performance
[J].
AgFeO2 nanoparticle/ZnIn2S4 microsphere p-n heterojunctions with hierarchical nanostructures for efficient visible-light-driven H2 evolution
[J].
Construction of a direct Z-scheme Sn3O4/In2O3 heterostructure: boosting photocatalytic degradation of contaminants
[J].
A well-designed hierarchical Bi19S27Br3 nanorods@SnIn4S8 nanosheet core-shell S-scheme heterostructure for robust photothermal-assisted photocatalytic CO2 reduction
[J].
A novel CaIn2S4/TiO2 NTAs heterojunction photoanode for highly efficient photocathodic protection performance of 316 SS under visible light
[J].\n Designing heterojunction photocatalysts with matched band structure and good interface contact is an effective method to improve the photoelectrochemical activity. Herein, novel CaIn\n 2\n S\n 4\n /TiO\n 2\n nanotube arrays (NTAs) heterojunction photoanodes were successfully prepared by electrochemical anodization and hydrothermal method. The microstructures, compositions, crystal structures, chemical valence states and light absorption performances of the composites were evaluated by field emission scanning electron microscopy, energy dispersive x-ray spectroscopy transmission electron microscope, high-resolution transmission electron microscope, x-ray diffractometer, x-ray photoelectron spectroscopy and ultraviolet–visible diffuse reflectance spectroscopy (UV–vis DRS), respectively. The photocathodic protection performances of CaIn\n 2\n S\n 4\n /TiO\n 2\n composites for 316 stainless steel (SS) and the influences of the CaIn\n 2\n S\n 4\n content on the performances were studied. The microstructural examination revealed the uniform doping of CaIn\n 2\n S\n 4\n nanofragments on the TiO\n 2\n NTAs, and the composite was made up cubic CaIn\n 2\n S\n 4\n and anatase TiO\n 2\n. The photogenerated electrons were transferred from the TiO\n 2\n to CaIn\n 2\n S\n 4\n at the interface of the composite. Compared with pure TiO\n 2\n NTAs, CaIn\n 2\n S\n 4\n /TiO\n 2\n NTAs exhibited better photocathodic protection performance for 316 SS under visible light. Potential drop reached 0.78 V versus saturated calomel electrode for the 316 SS coupled with CaIn\n 2\n S\n 4\n /TiO\n 2\n NTAs. The photocurrent density of the 316 SS coupled with the composite photoanode (235.4\n μ\n A cm\n –2\n ) was 17.4 times that of TiO\n 2\n. The improved photocathodic protection property of CaIn\n 2\n S\n 4\n /TiO\n 2\n NTAs was ascribed to the enhanced separation efficiency of the photogenerated carriers and the strong visible light absorption of the material. The CaIn\n 2\n S\n 4\n /TiO\n 2\n NTAs exhibited continuous protection of the 316 SS for more than 12 h even in the dark. Therefore, the CaIn\n 2\n S\n 4\n /TiO\n 2\n NTAs heterojunction composite is an outstanding and efficient photoanode for the photocathodic protection of metals.\n
DFT-proved Z-type ZnO/SnIn4S8 heterojunction for detecting hexavalent chromium
[J].
Supporting 1-D AgVO3 nanoribbons on single layer 2-D graphitic carbon nitride ultrathin nanosheets and their excellent photocatalytic activities
[J].
In situ construction of S-scheme AgBr/BiOBr heterojunction with surface oxygen vacancy for boosting photocatalytic CO2 reduction with H2O
[J].
CdS QDs decorated on 3D flower-like Sn3O4: a hierarchical photocatalyst with boosted charge separation for hydrogen production
[J].0D/3D Sn3O4/CdS nanocomposites were prepared for efficient photocatalytic hydrogen production under visible light irradiation.
Preparation and characterization of direct Z-scheme photocatalyst Bi2O3/NaNbO3 and its reaction mechanism
[J].
Hybrid photovoltaic cells based on ZnO/Sb2S3/P3HT heterojunctions
[J].
Charge-transfer dynamics in S-scheme photocatalyst
[J].
COF-based S-scheme heterojunction photocatalyst
[J].
Direct Z-scheme ZnIn2S4@MoO3 heterojunction for efficient photodegradation of tetracycline hydrochloride under visible light irradiation
[J].
Construction and photocatalytic performance study of g-C3N4/CdS S-scheme heterojunction
[J].
g-C3N4/CdS S型异质结复合光催化材料的制备及其性能
[J].用水热法将CdS与煅烧的g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>复合制备出g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/CdS S型异质结复合光催化材料，使用SEM、XRD、PL和XPS等手段对其表征并进行功函数测试和自由基捕获实验，研究了这种材料的光催化性能。结果表明，在模拟太阳光(氙灯)的照射下，这种光催化材料(g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>质量分数为1%)对甲基蓝污染物(MB)的降解率为99.62% (是纯g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>降解效率的12倍)；循环降解三次后其降解率仍然达到82.64%，表明其稳定性良好。其原因是，在这种材料的g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>和CdS之间形成了S型异质结，电子通过其界面从CdS转移到g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>上产生了内建电场，实现了光生电子和空穴在空间上的高速转移，使催化剂具有较强的氧化还原性能。
