中科院新疆理化所在Z型光催化劑產氫研究方面取得進展

2020-11-22 科學網
中科院新疆理化所在Z型光催化劑產氫研究方面取得進展

 

開發清潔和可再生能源是緩解能源短缺和環境惡化問題的必然選擇。氫氣由於其燃燒產物沒有二次汙染而被認為是最理想的清潔燃料。太陽光光催化分解水制氫，為清潔高效地轉化利用太陽能、消除環境汙染問題提供了一條極具發展前景的技術路徑，引起國內外學者的研究興趣。然而，單一催化劑存在可見光利用率低或電子空穴複合率高的問題，嚴重製約了其光催化制氫性能。

 

中國科學院新疆理化技術研究所環境科學與技術研究室科研人員通過光沉積法，在g-C3N4基底上生長Au納米顆粒，然後在Au上負載CdxZn1−xS固溶體，製備了Z型CdxZn1−xS/Au/g-C3N4光催化劑，對其結構、形貌和光學性能進行了系統研究。以葡萄糖為犧牲劑，研究了Z型光催化劑在可見光（λ>420nm）下光解水製備氫氣的性能。結果表明，Cd0.8Zn0.2S/Au/g-C3N4具有優異的產氫性能，分別是Au/g-C3N4和CdS/Au/g-C3N4的52.2倍和8.63倍；Z型光催化劑產氫活性的提高主要歸因於其光生載流子的高效分離。此外，Cd0.8Zn0.2S的引入，可以抑制光催化過程中副產物CO和CO2的產生。該工作為設計高效光催化產氫催化劑提供了新思路。

 

該研究結果作為「front cover」發表於《科學通報》（Science Bulletin）。此研究工作得到國家自然科學基金、中科院「西部之光」、中科院卓越青年科學家等項目支持。（來源：中國科學院新疆理化技術研究所）

 

 

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圖1: Cd0.8Zn0.2S/Au/g-C3N4光催化產氫的過程示意圖 

 

 

圖2：雜誌封面 

 

 

 

 

 

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