Angew. Chem. Int. Ed.超薄 ZnIn2S4納米片用於光催化產氫

2020-08-28 光催化前沿

由於氫的高能量密度、可存儲性和可運輸性的特性，廣泛引起了科學界的興趣。在可持續獲得氫氣的各種策略中，光催化可能是最便宜，最簡單的方法。然而，生產具有高太陽能到氫能轉化效率的半導體的異質光催化劑仍然面臨著巨大的挑戰。近日，南洋理工大學和南京科技大學的科學家合作在 Ti3C2TX MXene基材料上錨定了超薄ZnIn2S4納米片，由於形成的肖特基結和超薄2D結構可以有效地抑制光激發的電子-空穴複合並促進光激發的電荷轉移和分離，以進行高效的光催化產氫。


MNZIS合成過程的插圖。MAX（Ti 3 AlC 2），多層MXene，MNs和MNZIS的FESEM圖像。


a）MN的TEM圖像，b）MNZIS-4的FESEM圖像，c）MNZIS-4的TEM圖像，g）Mapping圖像


a）XPS Ti 2p光譜，b）XPS F 1s光譜，c）TEM-EDX光譜，d）拉曼光譜


性能圖

總而言之，Ti3C2TX MXene納米片已被用作UZN原位生長的支撐物，以產生類似三明治的分層異質結構以實現高效的PHE。UZNs在支撐MNs上的橫向外延生長不僅阻止了ZnIn 2 S 4的堆積和附聚，但也改善了所得系統的孔徑和親水性，所有這些都可能有利於催化活性部位的暴露和傳質。分級MNZIS異質結構中UZN和MN的獨特2D結構使該系統具有出色的光激發電荷傳輸能力，從而加速了光激發電荷的分離和光催化反應。此外，由n型半導體和準金屬形成的肖特基結增強了電子傳輸，並抑制了異質結界面處電子的回流，從而進一步促進了光激發電子-空穴對的分離。結果，穩定的分級MNZIS異質結構表現出有效的PHE光催化性能。

文章連結：http://resource.library.nenu.edu.cn:80/rwt/WILEY/https/MSYXTLUQPJUB/10.1002/anie.202002136

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