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硫化镉基高效光催化制氢研究取得新进展

文章作者:来源:www.ecnprime.com时间:2020-01-08



南湖网讯(记者向君)最近,《ChemSusChem》和《Catalysis Science Technology》在线发布了我校在硫化镉基高效光催化制氢的研究方面向副教授等取得的新进展。论文的研究结果如下:“高效钴基共编目修饰的层状ws2/石墨烯改性cds纳米棒”为课题,分别报道了石墨烯/硫化钨层状复合物可见光光催化分解硫化镉提高产氢活性,以及各种钴基化合物改性硫化镉纳米棒提高产氢活性的机理。

半导体光催化分解水制氢技术可以将太阳能转化为清洁环保的氢能,从根本上解决人类面临的能源短缺和环境污染问题。硫化镉光催化剂是一种重要的光催化材料,具有最大的环境净化和太阳能转化潜力,是当前国际环境和能源领域的研究前沿和热点。传统的未改性硫化镉光催化剂存在光腐蚀严重和光生载流子容易复合的缺陷,导致硫化镉的光催化量子效率较低。采用溶剂热法和水热合成法制备了石墨烯/硫化钨/硫化镉三元复合光催化材料,实现了高效可见光光催化分解水中氢,无需铂作为助催化剂。研究发现石墨烯/硫化钨复合材料可以作为硫化镉光催化制氢的助催化剂,减少光生电子和空穴的复合,大大提高光催化制氢活性。相关结果发表于《ChemSusChem》年,是解放军的第一作者和传播作者。

此外,为了进一步提高硫化镉的可见光光催化制氢活性,促进硫化镉光生电子的转移和分离,研究组采用各种钴基化合物对硫化镉纳米棒进行改性。结果表明,四氧化三钴修饰的CdS-Co3O4样品具有最高的可见光光催化制氢活性,这主要是由于在氮型CdS和磷型Co3O4半导体材料的界面上形成了pn结,大大减少了光生电子和空穴的复合。光电化学测试方法进一步证明了pn结异质结构提高硫化镉产氢活性的机理。结果发表于《Catalysis Science Technology》。郎迪,2013级博士生,是第一作者,项峻是通讯作者。

上述研究结果对硫化镉光催化分解水生氢的研究具有重要意义。硫化镉多组分复合光催化材料的催化机理可以深入理解。在此基础上,进一步研究低成本助催化剂改性硫化镉光催化剂,可以为新型光催化剂的开发提供新思路。这项研究得到了国家自然科学基金、华中农业大学自主创新基金和人才培养基金的支持。

纸质链接:

1.在线library.wiley.com/doi/10.1002/cssc./full

2. . RSC . org/en/content/article landing/2016/cy/c6cy h

reviewer:李玉京

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