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自18世纪六十年代第一次工业革命以来,能源几乎成为每个行业不可或缺的部分,能源消耗越来越快,因此开发高效的清洁能源受到了人们越来越多的关注。氢气被认为是可持续的清洁能源,作为燃料其燃烧时产生很高的热能是氢气的优势,利用太阳能光催化分解水制氢是一种将太阳能转化为氢能的有效途径。CdS是一种可见光响应光催化剂,同时也是光催化产氢领域中最突出的半导体光催化剂之一。Zn0.5Cd0.5S(ZCS)固溶体不仅具有和CdS一样优秀的光催化性能,而且可以缓解CdS易光腐蚀的缺点。氮化碳材料由于其优异的半导体、良好的化学稳定性和可控的带隙等独特的性能,近年来越来越受到大众的关注。这些独特的性能有助于提高它们的光催化活性。过渡金属氮化物具有高熔点、高硬度、高热导率和良好化学稳定性等优异的特性,被广泛应用于切削工具、耐磨部件、涂层材料等诸多领域,其独特的类金属物理化学特性和电子结构,被认为是hydrogen evolution reaction(HER)和oxygen evolution reaction(OER)的电催化剂。本文旨在探究电催化HER性能优异的氮化物在ZCS光催化体系是否依然会有很好的光催化活性,论文的主要工作如下:1.为了研究Co3N在ZCS基光催化体系的光催化效果,我们将Co3N引入到ZCS体系中。由于Co3N是金属间化合物,具有优良的导电性,所以在负载Co3N后,为光催化析氢提供活性中心,改善光生电子和空穴的分离,抑制光催化剂的光腐蚀,提高了ZCS的光催化产氢效率。负载2%的Co3N在ZCS上,其光催化产氢速率达到了160.7 mmol h-1g-1,这几乎是ZCS的产氢速率的25倍。这说明Co3N在ZCS光催化体系也有着很好的助催化活性。2.我们通过改变实验温度成功合成了一例既含有Ni3N又有Ni4N的助催化剂NixN。氮化镍具有金属特性、良好的导电性和耐毒性等优点。此外,Ni3N还能提供许多活性中心,使其具有更快的载流子传输速度和良好的催化性能。我们采用简单的物理混合方法成功合成了NixN/ZCS复合物,并对复合物进行了光电化学性质测试。复合催化剂2%NixN/ZCS展现出了非常优异的光催化析氢性能,其光催化析氢速率达到了241.3 mmol h-1g-1,比在ZCS上负载2 wt%贵金属Pt的光催化析氢速率都要高12倍。3.为了进一步探索过渡金属氮化物在ZCS光催化体系的活性,我们成功合成了Ni3N、Fe3N和W2N等纳米粒子并与ZCS复合制备了复合材料并研究了他们的光催化产氢性能。这三种复合材料的光催化产氢速率分别为70.3,138.4和80.4 mmol h-1g-1。并且通过瞬态光电流响应、LSV曲线和电化学阻抗谱的测试,分析了不同过渡金属氮化物在ZCS光催化体系的活性。4.为了进一步探索氮化物在ZCS基光催化产氢体系中的活性,我们通过以溴化钾为结构导向剂,成功合成了g-C3N5(CN)微米片,并制得了CN/ZCS复合物。我们研究了CN/ZCS复合物的光电化学性能,其中15%CN/ZCS展示了很好的电化学性质,在施加0.3 V的偏压下,其光电流达到了45μA/cm2。同时在0.35 M Na2S和0.25 M Na2SO3溶液中,复合物的光催化产氢的速率为142.8 mmol h-1g-1。我们利用荧光光谱等数据分析了其光催化原理,推断其可能是形成了直接Z-型异质结,有效的促进了光生电子空穴的分离,提高了光催化析氢效率。