具有n-n型异质结的复合材料Bi_(2)S_(3)/MIL-125(Ti)光电性能研究

摘要

以硫代硫酸钠·五水合物(Na_(2)S_(2)O_(3)·5H_(2)O)、硝酸铋·五水合物(BiN_(3)O_(9)·5H_(2)O)为硫源和铋源,尿素(CON2H4)为结构导向剂,制备了纳米棒状结构的硫化铋(Bi_(2)S_(3)),使其原位生长在MIL-125(Ti)的笼状结构表面。PEC性能测试显示,在0.5 mol·L^(-1)的硫酸钠电解液(pH=6.0)中,Bi_(2)S_(3)/MIL-125(Ti)_(0.07)(MIL-125(Ti)加入量为0.07 g)的复合材料表现出最高的光电性能。光电性能的显著增强主要取决于Bi_(2)S_(3)/MIL-125复合材料的带隙重整效应,对紫外光以及可见光的吸收能力显著提高。但由于Bi_(2)S_(3)/MIL-125光电极与电解液界面之间的电子转移缓慢,为了改善Bi_(2)S_(3)/MIL-125光电极的界面电荷转移动力学性能,利用热还原法引入Ag NPs对Bi_(2)S_(3)/MIL-125光电极进行修饰,制备出的Ag-Bi_(2)S_(3)/MIL-125光电极加快了界面间的电子转移。在-0.5~-0.8 V(versus Ag/AgCl),Bi_(2)S_(3)/MIL-125(Ti)_(0.07)的最大饱和光电流(-0.90 mA·cm^(-2))是未修饰的Bi_(2)S_(3)(-0.61 mA·cm^(-2))的1.5倍;Ag-Bi_(2)S_(3)/MIL-125(Ti)_(0.07)的最大饱和光电流(-1.87 mA·cm^(-2))是未修饰的Bi_(2)S_(3)(-0.61 mA·cm^(-2))的3.1倍。