一种全谱ZnS光催化剂,具有原子铜补充剂的梯度分布和相应的硫空缺,用于高效的进化
Linping Bao1, Sajjad Ali2, Chunhui Dai3
1Institute of Advanced Materials, College of Chemistry and Chemical Engineering, Jiangxi Normal University, Nanchang 330224, People's Republic of China.
ACS nano
|February 6, 2024
概括
渐变分布的剂和ZnS (G-CZS1-) 中的缺陷增强了进化的光催化. 这种新型材料显示出优越的太阳能利用率和没有催化剂的H2生产率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光催化作用的光催化
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 剂和缺陷的渐变分布是光催化材料中很少讨论的现象.
- 可控制的兴奋剂和缺陷工程对于优化光催化剂性能至关重要.
研究的目的:
- 合成和描述一种新的光催化剂,G-CZS1-,具有梯度分布的原子铜离子 (Cu+) 和硫空缺 (Vs).
- 研究这种梯度分布对光吸收,电荷分离和演化反应 (HER) 活动的影响.
主要方法:
- 用硫空缺 (G-CZS1-) 合成渐变铜合的 ZnS.
- 材料属性的表征,包括光吸收和缺陷分布.
- 在模拟太阳辐射下对进化的光催化活动的评估.
主要成果:
- G-CZS1-表现出全太阳光谱光吸收 (200-2100 nm) 和增强的电荷分离效率.
- 优化吸附自由能量 (Δ(H*)) 接近0 eV,用于高效的HER.
- 在没有共催化剂的情况下达到1.01 mmol h-1的高H2进化率,优于同质对应物.
结论:
- 原子Cu+ dopants和Vs的梯度分布显著增强了HER的光催化活性.
- 表面暴露的原子Cu和Vs作为协同作用的活性点.
- 这项研究表明,可控制的剂/缺陷分布对先进光催化学的好处.
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