西安交通大学秦知校博士、陈玉彬副教授ChemSusChem：硫化物基光催化Z型体系高效分解纯水制氢

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西安交通大学秦知校博士和陈玉彬副教授在ChemSusChem期刊发文对硫化物基催化剂在光催化分解纯水制氢的应用进行了研究，文章重点探讨了如何构建有效的硫化物基异质结Z型体系及其在光催化分解纯水中的催化作用机制，指出了硫化物基光催化分解纯水制氢的难点和重点，对如何设计高效的硫化物基光催化Z型体系具有重要的指导意义。

光催化分解水制氢是将太阳能转变为氢能的一种有效途径。开发高效稳定的可见光光催化剂分解水产氢体系是光催化研究中的一个重要内容。硫化物基光催化剂被认为是一种十分高效的可见光光催化剂。然而，由于硫化物自身的光腐蚀效应，不能有效地进行光催化分解纯水反应。通常研究者在硫化物体系中加入牺牲剂来消耗光生空穴，从而有效的降低光腐蚀效应。近年来，研究者通过构建硫化物基Z型体系，使得硫化物也能够光催化分解纯水产氢。然而，目前的硫化物基Z型体系在光催化分解纯水产氢中的性能表现都不理想。

鉴于此，西安交通大学陈玉彬副教授课题组构建了高效的硫化物基Z型纳米体系，其中以硫锌镉作为产氢催化剂，红磷作为产氧催化剂，以及具有金属性的磷化钴作为电子中继体。该团队研究者通过在硫锌镉/磷化钴表面原位合成一层无定形红磷，发现由于磷化钴的诱导效应，红磷主要包裹在磷化钴表面，可以提供更多的反应位点，形成异质结紧密接触的硫化物基Z型体系。通过飞秒瞬态吸收光谱测试和理论分析，得出硫化物中的光生空穴能够快速转移至电子中继体中。红磷的加入进一步促进硫化物中光生空穴的分离转移，同时将硫化物中的光生空穴快速分离转移出去，抑制其光腐蚀效应是实现硫化物高效分解纯水的关键。因此，该体系能够高效的实现光催化分解纯水制氢，在420纳米处的表观量子效率达到6.4%。该研究为设计和制备高效的硫化物光催化剂分解纯水产氢体系提供了新的思路。

原文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.202002171

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