无机化学学报2024,Vol.40Issue(4) :736-750.DOI:10.11862/CJIC.20230346

磷化镍修饰磷掺杂氧化镓可见光催化水分解产氢

Nickel phosphide modified phosphorus doped gallium oxide for visible light photocatalytic water splitting to hydrogen

杨博 吕功煊 马建泰
无机化学学报2024,Vol.40Issue(4) :736-750.DOI:10.11862/CJIC.20230346

磷化镍修饰磷掺杂氧化镓可见光催化水分解产氢

Nickel phosphide modified phosphorus doped gallium oxide for visible light photocatalytic water splitting to hydrogen

杨博 1吕功煊 2马建泰3
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作者信息

  • 1. 中国科学院兰州化学物理研究所,羰基合成与选择氧化国家重点实验室,兰州 730000;中国科学院大学,北京 100049;兰州大学化学化工学院,兰州 730000
  • 2. 中国科学院兰州化学物理研究所,羰基合成与选择氧化国家重点实验室,兰州 730000
  • 3. 兰州大学化学化工学院,兰州 730000
  • 折叠

摘要

以Ga2O3半导体为前驱体,用浸渍加低温磷化法制备了P掺杂Ga2O3表面修饰Ni2P光催化剂(x-Ni2P/Ga2O3-Py,x代表Ni2+和Ga2O3的物质的量之比,y代表NaH2PO·H2O与Ga2O3的物质的量之比).5%-Ni2P/Ga2O3-P6催化剂展现出在纯水中光催化析氢的高活性,在430 nm光照下的光量子效率为0.22%.机理研究结果表明Ni2P修饰和P掺杂扩展了催化剂的光响应范围,同时提升了载流子分离迁移效率,其长周期光催化反应稳定性明显优于未磷化催化剂.

Abstract

Nickel phosphide(Ni2P)modified phosphorus doped gallium oxide(Ga2O3)(x-Ni2P/Ga2O3-Py,x represents the molar ratio of Ni2+and Ga2O3,y represents the molar ratio of NaH2PO·H2O and Ga2O3)photocatalyst was pre-pared by impregnation and low temperature phosphating method using Ga2O3 semiconductor as a precursor.5%-Ni2P/Ga2O3-P6 exhibits excellent photocatalytic hydrogen evolution activity in pure water and has a photo quantum efficiency of 0.22%under 430 nm monochromatic light irradiation.The mechanism study shows that phosphorus doping and Ni2P cocatalyst modification extend the photo-response range and promote carrier separation and migra-tion efficiency.The long-term photocatalytic stability is better than that of a non-phosphating catalyst.

关键词

氧化镓/磷掺杂/磷化镍/光催化产氢

Key words

gallium oxide/phosphorus doping/nickel phosphide/photocatalytic hydrogen evolution

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基金项目

科技部重点研发项目(2022YFB3803600)

国家自然科学基金(22272189)

国家自然科学基金(22102200)

出版年

2024
无机化学学报
中国化学会

无机化学学报

CSTPCD北大核心
影响因子:0.665
ISSN:1001-4861
参考文献量64
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