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Synergistic effect of phosphorus doping and MoS_(2) co-catalysts on g-C_(3)N_(4) photocatalysts for enhanced solar water splitting

引用

Journal of Materials Science & Technology 2023年第27期158卷 171-179页

作者： Xunfu Zhou Pai Wang Meng Li Minfu Wu Bei Jin Jin Luo Meifeng Chen Xiaoqin Zhou Yanning Zhang Xiaosong Zhou School of Chemistry and Chemical Engineering Key Laboratory of Clean Energy Materials Chemistry of Guangdong Higher Education InstitutesLingnan Normal UniversityZhanjiangGuangdong 524048China Institute of Fundamental and Frontier Sciences University of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 611731China Electrochemical NanoEnergy Group School of Chemical Engineering and Light Industry at Guangdong University of TechnologyGuangzhou 510006China Department of Food Science Foshan Polytechnic Foshan 528137China

Carbon nitride(g-C_(3)N_(4))is a promising metal-free and visible-light-responsive photocatalyst.However,its photocatalytic efficiency still suffers from high recombination rates of photoinduced charge carriers,slow kinetics of surface redox reactions,and relatively poor light absorption.Herein,a non-noble metal photocatalyst of MoS_(2) nanodots anchored on P-doped g-C_(3)N_(4) via in situ photodeposition was constructed.With the synergetic effect of the P-doping and MoS_(2) co-catalyst,the as-prepared P-doped g-C_(3)N_(4)/MoS_(2) catalyst has achieved efficient photocatalytic overall water splitting with a hydrogen evolution rate of 121.7μmol h−1 g−1.Experimental results and Density functional theory(DFT)simulations indicate that the enhanced photo-absorption capacity originates from the reduced band gaps by P doping.Meanwhile,the MoS_(2) reduces the overpotential of the water oxidation process and improves hydrogen adsorption capability in the hydrogen evolution reaction.This work can pave a new avenue to design and develop noble-metal-free water-splitting photocatalysts for future large-scale applications.

关键词： Synergistic effect noble-metal-free photocatalyst P-doping MoS_(2)co-catalyst Water splitting g-C_(3)N_(4)

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