2.实验部分
2.1 。 材料
Ti3AlC2MAX粉末(200目 , Forsman Technology , 中国)、氢氟酸(HF , 50 wt% , 阿拉丁 , 中国)、四甲基氢氧化铵(TMAOH , 25wt%在水中 , 阿拉丁 , 中国)、抗坏血酸(AA , 99%SigmaUSA)、溴化铋(III) (BiBr3 99% Alfa USA)、硝酸银(AgNO3 99.9995% Alfa USA)、碳酸铯(Cs2CO3 99.9%Sigma USA)、油酸(OA 85.0%阿拉丁中国)油胺(OLA 80–90%阿拉丁中国)氢溴酸(HBr 48% Sigma USA) 1-十八碳烯(ODE 90% Acros美国)、NN-二甲基甲酰胺(DMF , 分析试剂 , 上海化学试剂有限公司 , 中国) , 甲苯(分析试剂 , 上海化学试剂有限公司 , 中国)和乙酸乙酯(99.8% , SigmaUSA)未经进一步纯化直接使用 。
2.2.少层 Ti3C2TX纳米片的制备
采用水热辅助插层法制备了少层Ti3C2TX纳米片 。 简而言之 , 首先用HF蚀刻 Ti3AlC2 MAX粉末以获得多层Ti3C2TX 。 为了获得少层 Ti3C2TX纳米片 , 将50mg的多层 Ti3C2TX MXene和176 mg AA加载到16 mL的2 wt%TMAOH水溶液中 。 搅拌20 min后 , 将该溶液转移至50 mL内衬特氟隆的不锈钢高压釜中 , 加热至140 ℃ , 保温24 h 。 当高压釜冷却至室温时 , 收集产物并用去离子水洗涤三个循环 。 然后 , 将Ti3C2TX溶液在N2保护下的冰浴中超声处理30分钟 。 以3500 rpm离心30分钟后 , 通过丢弃沉淀物获得少层 Ti3C2TXMXene纳米片 。 然后将MXene溶液以12000 rpm的速度离心 , 并用DMF洗涤3次 , 形成浓缩的悬浮液以供进一步使用 。
2.3.油酸铯的合成
将0.204 g Cs2CO3、10 mL ODE和0.6 mL OA装入25 mL三颈烧瓶中 。 然后将混合物加热至120°C保持1小时以除去残余气体和水 。 之后 , 将该溶液在N2保护下加热至150°C 10分钟 。
2.4.Cs2AgBiBr6 NCs的合成
通常 , 将45 mg BiBr3、17 mg AgNO3、4 mLODE和0.1 mL HBr装入25 mL三颈烧瓶中 , 然后注入1 mL OA和1 mL OLA 。 然后将该溶液在120°C下干燥和脱气1小时 。 之后 , 在N2保护下将该溶液加热至200°C 。 随后 , 在快速搅拌下将0.8mL油酸铯迅速注入该混合物中 。 5 s后 , 将反应混合物放入冰水浴中冷却至室温 。 然后将反应混合物以10000 rpm离心10分钟 , 留下黄色沉淀 。 沉淀用混合溶液(甲苯:乙酸乙酯=2:1)洗涤3次后 , 将NCs重新分散在甲苯中 , 以1000转/分的速度离心10分钟 。 然后通过丢弃底部沉淀物获得Cs2AgBiBr6 NC 。
2.5.Cs2AgBiBr6/Ti3C2TX异质结构的制备
为了制备Cs2AgBiBr6/Ti3C2TX异质结构 , 将50 μL上述几层 Ti3C2TXDMF悬浮液(~3 mg/mL)在超声处理下缓慢滴入3 mL甲苯中 , 形成均匀的悬浮液 。 向该悬浮液中加入100 μL Cs2AgBiBr6甲苯溶液(~5 mg/mL) 。 然后将混合物在N2气氛下进行冰浴超声处理10分钟 。 在以10000 rpm离心10分钟后 , 收集沉淀物并用甲苯洗涤3次以进行进一步表征 。
2.6.表征
通过扫描电子显微镜(SEM , Zeiss SIGMA , USA) , 透射电子显微镜(TEM , Talos F200S , USA) , 高分辨率透射电子显微镜(HRTEM , Talos F200S , USA) , 高-角环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM , TalosF200S , 美国) , 原子力显微镜(AFM , Bruker DimensionICON , 德国) , 开尔文探针力显微镜(KPFM , BrukerDimension ICON , 德国) , 紫外光电子光谱(UPS , ThermoFischer ESCALAB 250Xi , 美国)和X射线衍射(XRD , SmartLab Rigaku , 日本 , Cu Kα辐射 , λ= 1.54056 ?) 。 使用Zetasizer设备(NanoZS90 , Malvern Instruments , UK)测定样品的Zeta电位 。 样品的紫外-可见吸收光谱在紫外-可见分光光度计(V-770 , Jasco , 日本)上进行 。 通过荧光分光光度计(SP-2300 , Princeton Instruments , USA)记录室温和低温光致发光(PL)光谱 。 使用Ultrafast System HELIOS TA光谱仪获取不同样品的飞秒瞬态吸收(TA)光谱 。 由Coherent Vitesse振荡器(100 fs 80 MHz)播种的Coherent Legend再生放大器(150 fs 1 KHz 800 nm)用作激光源 。 370 nm泵浦光由Light Conversion TOPAS-C光学参量放大器产生 。 Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积通过JW-BK200C系统(JWGB SCI& TECH China)在77 K下的氮吸附-解吸等温线测量 。 所有样品在测量前在150 °C下脱气10小时 。 使用单点BET方法在0.05-0.25的线性相对压力范围内计算BET比表面积 。 使用ASAP 3020二氧化碳吸附装置(Micromeritics , 美国)在298 K下测量CO2吸附等温线 。
2.7.光电化学测量
光电化学测量在三电极电化学石英玻璃电池中进行 。 使用在二氯甲烷中的0.1 M六氟磷酸铵作为电解质 。 用于I-T曲线测量的原始Cs2AgBiBr6和Cs2AgBiBr6/Ti3C2TX薄膜是通过离心铸造工艺制造的 。 首先 , 将ITO玻璃切成约1.5 cm× 1.5 cm的大小 , 随后在去离子水、酒精和丙酮中超声处理10分钟 。 然后 , 将ITO玻璃置于10 mL离心管内 , 在离心浇铸过程之前 , 传导面朝下 。 将Cs2AgBiBr6和Cs2AgBiBr6/Ti3C2TX悬浮液添加到离心管中 , 然后以10000 rpm的速度离心30秒 , 以将Cs2AgBiBr6和Cs2AgBiBr6/Ti3C2TX沉积到FTO玻璃上 。 根据表面轮廓测量 , 应用于光电化学表征和I-T曲线测量的薄膜厚度约为3.8 μm 。 I-T曲线测量中使用的偏压为0.1 V 。 Ag/AgCl(饱和KCl)和Pt网分别用作参比电极和对电极 。 光源是氙灯(150 mW cm-2 400 nm滤光片 , Newport LCS-100) , 光的开/关由光斩波设备(PFS40A , 北京完美光科技有限公司)控制 。
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