咨询热线:010-63716865

  当前位置 : 首页 > 资讯动态 > 论文发表 > Size-dependent electron injection over sensitized semiconductor heterojunctions for enhanced photocatalytic hydrogen production
点击返回新闻列表  
Size-dependent electron injection over sensitized semiconductor heterojunctions for enhanced photocatalytic hydrogen production
发布时间:2022-02-24    浏览量:3854

1. 文章信息

标题:Size-dependent electron injection over sensitized semiconductor heterojunctions for enhanced photocatalytic hydrogen production

页码:Applied Catalysis B: Environmental 2022, 308, 121218

DOI:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121218

2. 文章链接

Size-dependent electron injection over sensitized semiconductor heterojunctions for enhanced photocatalytic hydrogen production

3. 期刊信息

期刊名:Applied Catalysis B: Environmental

ISSN:0926-3373

2021年影响因子:19.506

分区信息:中科院1区Top;JCR分区(Q1)

涉及研究方向:光电催化

4. 作者信息:第一作者是徐文凯博士。通讯作者为天津工业大学梅东海教授、黄宏亮副研究员,张贵荣研究员。


5. 正文中标记了“The reactions were conducted using a photocatalytic H2 production system (CEL-PAEM-D8) furnished by Beijing China Education Aulight Co., Ltd.”



文章简介:

半导体光催化分解水制氢被认为是解决未来能源危机和环境污染问题的理想途径。其中,半导体异质结光催化剂,因为其具有优异的光捕获能力,高效的电荷分离,快速的反应动力学以及长期的循环稳定性,从而引起了广泛的关注。到目前为止,大量的研究致力于设计和构造各种各样类型的异质结(比如Type II,Z-Scheme/S-scheme等),用于探究异质结形成的内在机理和光生电子-空穴高效的分离。然而,半导体异质结界面之间的电子传递速率对其光催化分解水产氢活性的影响尚未得到系统深入的研究。

在本文中,作者以超薄2D MOF纳米片(Cd-TCPP)作为模板,以硫代乙酰胺作为硫源,采用MOF模板原位硫化策略,合成得到CdS纳米粒子修饰的Cd-TCPP复合纳米片(CdS/Cd-TCPP)。通过控制硫化反应时间,可以很容易地实现对Cd-TCPP纳米片表面CdS量子点尺寸的有效调控。同原始的Cd-TCPP和单纯的CdS相比,CdS/Cd-TCPP异质结展现出优异和稳健的光催化分解水产氢性能,最高活性为3150 μmol·h-1·g-1。综合实验表征和理论计算结果表明,CdS/Cd-TCPP异质结界面之间电子传递速率和光催化分解水产氢活性能够通过控制原位合成的CdS量子点尺寸来调节,异质结界面之间电子传递的驱动力来源于CdS和Cd-TCPP两者导带之间的能量差。具体地说,较大尺寸的CdS量子点,由于其具有更低的导带位置,从而增大了异质结界面之间电子注入的驱动力,更加有利于接受来自Cd-TCPP注入的电子,因此展现出更高的光催化性能。我们相信,这些新发现将丰富我们对异质结光催化剂进一步的认识,并为设计用于太阳能到化学能转换过程的高效光催化剂提供了一种有前景的策略。

本文提出的量子点尺寸控制的电子注入动力学调节方法对于未来设计合成新型高性能催化剂材料有重要指导意义。
文章DOI : https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121218,原文链接:Size-dependent electron injection over sensitized semiconductor heterojunctions for enhanced photocatalytic hydrogen production



最新文章
《投稿精选》NiRu合金化电子结构调控缓解氢中毒实现稳定光热氨分解制氢
氨(NH3)作为一种理想的氢载体,具有高储氢密度(17.7 wt%)和无碳排放的优势,在氢能储运领域备受关注。然而,氨分解反应通常需要较高温度,且反应中间体(尤其是氢物种)易强吸附在催化剂表面,占据活性位点,导致“氢中毒”,严重制约反应效率和催化剂寿命。因此,开发兼具高活性、抗氢中毒能力和长期稳定性的低贵金属催化剂是氨分解领域亟待解决的关键问题。
《投稿精选》表面受阻路易斯酸碱对与Ru纳米加热器协同驱动无牺牲剂光催化 CO2还原
光催化CO2还原是一种将太阳能转化为化学燃料的理想路径,但其实际应用受到两大瓶颈制约:其一,CO2分子高度稳定,难以吸附和活化;其二,H2O氧化动力学缓慢,电子和质子供应不足。大多数研究仍需加入空穴捕获剂(如TEOA、甲醇等)或H2作为还原剂,这不仅增加了成本,也降低了能量存储效率。以水(H2O)作为唯一的电子和质子源进行全反应还原,是光催化领域的“终极挑战”。如何在不添加牺牲剂的情况下,平衡氧化还原动力学并加速CO2活化,是该领域亟待解决的科学难题。
《投稿精选》通过分子工程调控有机材料中的电子振动耦合实现高温太阳能光热转换
太阳能作为地球上最丰富的可再生能源之一,其高效利用对于应对化石能源危机和实现碳中和目标具有重要意义。作为实现太阳能-热转换的载体,新型光热材料的开发至关重要。近年来,有机光热材料因其出色的结构可调性、可加工性和生物相容性得到了广泛的关注。然而,关于此类材料的研究仍主要集中在光热治疗和海水淡化等领域,其工作温度普遍低于150 °C,远不能满足以聚光太阳能发电技术为代表的高温应用场景的需求。这主要归因于有机材料在太阳光吸收能力、光热转换效率和热稳定性等方面的局限。
2022-2025@北京中教金源科技有限公司 版权所有 京公安网备11010602007561        京ICP备10039872号

扫码添加客服

服务热线

010-63716865

扫一扫,了解更多