DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.09.084

采用连续静电纺丝退火/还原化学沉积法制备了具有双功能Ni2P纳米片的Z型CdS量子点/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2纳米管。首先，通过静电纺丝法制备出TiO2纳米管，随后在纳米管表面生长二维Ni2P片，并通过还原法引入Ti3+/Ov离子，然后在Ni2P薄片表面沉积CdS QDs。对其光催化制氢性能进行了评估，Z型CdS QDs/Ni2P/B-TiO2（约3303.85 μmol/g h）的光催化性能比未改性TiO2提高了约70倍。经电化学测量证实，HER增强的主要原因是2D Ni2P和Ti3+离子可以加速光生电子扩散到水中并减少H2活化势垒，Z型异质结可以加速光生电荷载流子的分离和转移，Ov离子和中空纳米管可以提高太阳能利用率。

图1.含双功能Ni2P纳米片的Z型CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2纳米管的工艺示意图。

图2.不同样品的XRD。

图3.不同制备样品的SEM，（a）TiO2纳米管，（b）B-TiO2纳米管，（c）Ni2P/B-TiO2纳米管，（d）CdS/Ni2P/B-TiO2纳米管。

图4.（a）CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2纳米管的氮气吸附-解吸等温线和（b）孔径分布。

图5.样品的TEM，（a）CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2纳米管的TEM，（b）CdS QDs/Ni2P薄片界面的HRTEM，（c）CdS的HRTEM，（d）Ni2P的HRTEM，（e）B-TiO2的HRTEM。

图6.所制备CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2纳米管的XPS，（a）Ti 2p，（b）O 1s，（c）Ni 2p，（d）P 2p，（e）Cd 3d，（f）S 2p。

图7.不同制备样品的FT-IR。

图8.光催化HER性能，（a）不同样品，（b）相应的直方图。

图9.（a）CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2纳米管（CdS/Ni2P/B-TiO2-2）的光催化稳定性，（b）相应的直方图。

图10.不同样品的可见吸收光谱。

图11.（a）不同样品的瞬态光电流和（b）EIS奈奎斯特图。

图12.（a）TiO2，（b）B-TiO2，（c）Ni2P，（d）CdS的Mott-Schottky图。

图13.含双功能Ni2P纳米片的Z型CdS QDs/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2纳米管的光催化HER机理。