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氢是一种高效、清洁的新型能源,是有望代替化石燃料的新能源之一。利用半导体光催化分解水产氢技术被认为是一种解决世界能源危机的重要方法。三元硫化物ZnIn2S4因其具有合适的带隙宽度(2.34-2.48eV),是一种有潜力的可见光光解水产氢催化剂。但由于ZnIn2S4光生载流子易复合,其产氢效率较低。ZnIn2S4作为产氢光催化材料时往往需要引入Pt等贵金属作为助催化剂。为了降低半导体光催化分解水产氢的成本,开发一些新型、廉价的高效助催化剂是很有必要的。因此,本论文以三元硫化物ZnIn2S4为研究对象,根据其结构特点,对其进行改性,并通过X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱和傅立叶红外光谱等测试手段对催化剂的组成、结构等进行表征,探讨了其光催化分解水产氢性能。论文主要内容包括:(1)通过浸渍法成功将不同含量的 Co(dmgH)2PyCl(dmgH = dimethylglyoxime,py =pyridine)负载于ZnIn2S4表面,构筑了 Co(dmgH)2PyCl/ZnIn2S4复合体系,并考察了其在可见光下的光催化产氢性能。结果表明Co(dmgH)2PyCl的引入能有效提高ZnIn2S4的光催化产氢性能,当Co(dmgH)2PyCl的的负载量为3.0wt%时,复合物的光催化产氢活性最好。同等反应条件下,Co(dmgH)2PyCl/ZnIn2S4复合物甚至展现出了比贵金属负载的Pt/ZnIn2S4更好的产氢活性。反应8h后,3.0wt%-Co(dmgH)2PyCl/ZnIn2S4体系的产氢量约为1438.5 μmol,TON达到387。这一研究为开发新型非贵金属为助催化剂的光催化产氢体系提供了一定的指导。(2)通过微波水热法成功将电子传输能力较强的碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)引入Co(dmgH)2PyCl/ZnIn2S4复合体系中,构筑了含有双助催化剂的Co/CQDs/ZnIn2S4三组分复合光催化剂体系,并考察了它在可见光照射下光催化产氢性能。结果表明,当Co(dmgH)2PyCl的负载量为1.0 wt%,CQDs的负载量为5.0 wt%时,Co/CQDs/ZnIn2S4三组分复合体系的光催化分解水产氢量在反应8h后达到703.9 μmol,较CQDs/ZnIn2S4复合物和Co(dmgH)2PyCl/ZnIn2S4复合物都有了很大的提高,是纯的ZnIn2S4的21倍(32.4μmol)。这主要是由于CQDs的引入不仅促进了Co(dmgH)2PyCl/ZnIn2S4复合物对可见光的吸收,而且加速了二者之间的电子转移,从而使其光催化产氢性能得以提高。