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光、电催化剂在光催化水分解和电催化CO2还原中的材料设计

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光、电催化剂在光催化水分解和电催化CO2还原中的材料设计

作者：李丽剑昌吉学院

学位级别：硕士

随着全球经济的快速发展和化石燃料的过度消耗,能源危机和全球变暖等问题变得越来越严峻。为了解决这些问题,需要探索新型、清洁低碳、可持续的能源转换系统。在此,光催化水分解制氢、电催化CO还原技术得益于其绿色和环保等优势引起广... 详细信息

随着全球经济的快速发展和化石燃料的过度消耗,能源危机和全球变暖等问题变得越来越严峻。为了解决这些问题,需要探索新型、清洁低碳、可持续的能源转换系统。在此,光催化水分解制氢、电催化CO还原技术得益于其绿色和环保等优势引起广泛的关注。但光催化水分解和电催化还原CO技术目前仍面临着光吸收范围窄、载流子复合率高、产物选择性低等问题。为克服上述问题,本文对传统宽带隙半导体材料和铜基材料进行微结构的调控和优化以增强其光、电催化性能,并尝试设计开发新型高效、高选择性、低成本和稳定的光、电催化剂。论文的主要研究内容和结论如下:(1)利用密度泛函理论探究了单壁Gamma-Ge Se(γ-Ge Se)纳米管的能带结构、局部态密度、带边位置和光生载流子的迁移率。结果表明,将块体γ-Ge Se结构转变为纳米管后,带隙值从0.31e V增大到2.65e V,并且计算出γ-Ge Se纳米管的电子和空穴迁移率相差一个数量级,极大的提升了光催化反应中电子和空穴的分离率。另外,还发现半径更大的纳米管更容易满足水分解氧化还原电位的要求。本工作从理论层面揭示出单壁γ-Ge Se纳米管增强的光催化性能。(2)通过将单层Janus GaSSe材料卷曲构建纳米管,利用HSE06杂化密度泛函方法对Janus GaSSe纳米管的相关性质进行计算。与单层相比,Janus GaSSe纳米管的可见光吸收范围更宽。另外,Janus GaSSe纳米管的空穴迁移率高达2.89×10cmVs,这在一定程度上有利于光生载流子的分离。通过施加应变可以有效地调节纳米管带隙。本研究有望为开发新型高效的光催化剂提供新的助力。(3)利用杂化密度泛函研究了双壁(DWGSNTs)以及三壁(TWGSNT)γ-Ge Se纳米管的几何和电子结构并考察了壁间距对光催化性能的影响。计算结果表明,TWGSNT展现出比DWGSNTs更负的应变能和形成能,但TWGSNT纳米管小的带隙值不满足其在水分解中的进一步应用。此外,DWGSNTs的带隙可以通过改变壁间距离来进行灵活调控,并在6.61?的层间距离处显示出间接-直接带隙转换的性质。预测的DWGSNT具有良好的光生电荷分离率。这些数据都表明双壁纳米管更有利于在光催化水分解中的应用。(4)基于密度泛函理论研究了BSe纳米管的结构和光学性质。结果表明,单壁BSe纳米管不仅具有稳定的结构,而且还能够将单层的紫外光吸收范围扩展至可见光范围。值得注意的是,单壁BSe纳米管还具有出色的光还原能力和高的空穴载流子迁移率(～10cmVs)。在单轴应变下,单壁BSe纳米管展现出直接-间接带隙的转变。此外,双壁BSe纳米管的电子结构有利于电荷分离,并具有更宽的光吸收范围。不幸的是,其较低的能带边缘位置阻碍了整体的光催化水分解能力。本工作表明单壁BSe纳米管在可见光驱动的光催化分解水方面的应用具有潜在的可能性。(5)通过实验制备不同晶面的CuO纳米颗粒,包括暴露(110)面的p-CuO纳米颗粒,暴露(100)和(111)双面的t-CuO纳米颗粒以及同时呈现(100)、(111)和(110)三种晶面的m-CuO,并评价了它们在电催化还原CO制CH的性能。结果表明,CH的效率很大程度上依赖于CuO暴露的晶面数,并且m-CuO展现出目前最高的乙烯选择性(61.61%)。本工作为利用晶面工程技术提高电催化CO还原的选择性提供了一条新的途径。

关键词：光催化水分解电催化二氧化碳还原密度泛函理论形貌调控晶面工程

金属/共价有机框架基复合材料及其光催化水分解性能研究

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金属/共价有机框架基复合材料及其光催化水分解性能研究

作者：黄中广州大学

学位级别：硕士

如今能源和环境问题亟待改善,光催化水分解近几年被称为最有前景的能源技术之一。在光电化学催化(PEC)或纯光催化(PC)系统中,钒酸铋(Bi VO)和碳化氮(CN)作为性质优良的传统半导体光催化剂一直备受科学家的青睐。但其本身存在电子-空穴... 详细信息

如今能源和环境问题亟待改善,光催化水分解近几年被称为最有前景的能源技术之一。在光电化学催化(PEC)或纯光催化(PC)系统中,钒酸铋(Bi VO)和碳化氮(CN)作为性质优良的传统半导体光催化剂一直备受科学家的青睐。但其本身存在电子-空穴复合程度高,界面动力学差等缺陷,造成在实际应用过程中水分解性能不佳。金属/共价有机框架凭借其较大的比表面积,可调控的化学结构以及较良好的化学稳定性,能够弥补传统半导体光催化剂的不足而受到广泛关注。本论文通过原位负载金属/共价有机框架构筑异质结改善Bi VO和CN的光催化载流子分离效率、增强界面相互作用。具体的研究内容如下:(1)通过电沉积与浸泡原位生长法,成功制备了Bi VO/Fe Co-LDH/Co-MOF三元复合光阳极,并研究了其PEC水解性能。实验表明,Bi VO/Fe Co-LDH/Co-MOF拥有较为优异的光电流密度5.15 m A cm(1.23 Vs.RHE),Co-MOF的负载提高了电荷-空穴分离效率,Fe Co-LDH的引入增加了不仅增加了Co-MOF在反应体系中的稳定性,还避免了Bi VO过快地被光腐蚀,从而表现出PEC较高的活性。光电分解水反应3 h后,实际H生成量为112.75μmol,实际O生成量为57.41μmol,法拉第效率分别约为95%和91%。最后根据表征结果推断反应机理,证实了Bi VO表面上的Co-MOF和Fe Co-LDH通过提供电荷-空穴转移路径、增加光吸收以及增大化学反应比表面积等方面提升了PEC水解性能。(2)合成了富氨基类石墨碳化氮(g-CN-NH),通过一锅法成功在g-CN-NH上原位生长COF-Tp Pa形成异质结构(以下简称TU-X),并对TU-X光催化水分解析氢性能进行研究。实验可以得出,TU-3表现出最优的水解析氢性能,析氢速率达到10.15 mmol hg,是g-CN-NH的近百倍。通过对界面电荷转移行为及相关研究表明,析氢性能优异的原因主要得益于通过共价键连接的异质结构增加了电荷转移量,形成电子-空穴分离的有效路径,保留了更强的氧化还原能力。

关键词：光催化水分解光电催化产氢有机框架

二维MXenes基异质结在光催化水分解中的研究

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二维MXenes基异质结在光催化水分解中的研究

作者：朱宝桂林电子科技大学

学位级别：硕士

自TiO电极在紫外光照射下实现水分解制氢,半导体光催化技术被认为是解决能源危机和减少次生环境最有效的途径之一。然而,其大的带隙和极低的太阳能利用率导致析氢能力有限。继TiO等一系列氧化物光催化剂之后,二维光催化剂获得了广泛关... 详细信息

自TiO电极在紫外光照射下实现水分解制氢,半导体光催化技术被认为是解决能源危机和减少次生环境最有效的途径之一。然而,其大的带隙和极低的太阳能利用率导致析氢能力有限。继TiO等一系列氧化物光催化剂之后,二维光催化剂获得了广泛关注。其中,二维MXenes材料具有超高的载流子迁移率和合适的带隙,在光催化水分解领域展现出巨大的潜力。但是,二维MXenes的光生电子-空穴对极容易发生复合,严重抑制了在光催化水分解中的应用。基于二维材料构建异质结既能保持原有二维材料良好的电子性质,又能实现光生电子-空穴对在空间的分离。因此,探索具有良好物理化学性质的二维MXenes基异质结复合材料是很必要。目前,基于理论设计方法探索二维材料的电子和光学性质已经成为研究半导体材料和催化领域强有力的工具。本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,探索了几种新型的MXenes基二维异质结的电学、光学和动力学性质,并预测了其在光催化水分解领域的应用前景。本文主要研究内容如下:(1)设计了一种新的HfCO/WS异质结,并展现出优异的光催化水分解能力。通过结合能和从头算分子动力学(AIMD)模拟显示了其优异的环境稳定性。能带结构证实了HfCO/WS本征Ⅱ型异质结的特性,并且很好地满足了水分解反应中氧化还原能级的要求。从HfCO到WS发生的电荷转移将进一步诱导光生载流子分离,延长载流子寿命。良好的可见光吸收率(～6.3×10 cm)和极高的载流子迁移率(～2.2×10 cm Vs)也被发现,预示着异质结有足够的驱动力促使光生载流子在复合前迅速分离到不同的单层。根据吉布斯自由能计算,在外电势的作用下,HER和OER将自发触发,揭示了水在HfCO/WS异质结表面分解的热力学可行性。这些独特的特性赋予HfCO/WS异质结潜在的光催化水分解能力,为未来实验上制备高质量的MXenes基光催化剂提供了有效的途径。(2)系统地探索了AsP/MCO(M=Sc、Zr)范德华异质结在光催化水分解中的应用潜力。结果表明,AsP/ZrCO异质结具有不利的Ⅰ型能带排列,而AsP/ScCO具有理想的Ⅱ型能带排列。后者十分有利于光生电子-空穴对的分离,并且带边位置跨越了水的氧化还原电位,确保了良好的反应动力学。AsP/ScCO异质结在可见光和紫外区域良好的光吸收(尤其是在约250 nm处高达10 cm)使其能有效利用太阳能。AsP/ScCO异质结的激子结合能低至0.09 e V,从数量上证实了光生载流子的高效分离。因此,AsP/ScCO异质结的Ⅱ型能带排列、合适的能带边缘位置、较强的光吸收和较低的激子结合能共同表明AsP/ScCO异质结是一种潜在的光催化材料。此外,通过施加应变,AsP/ScCO异质结的光吸收谱中存在明显的红移现象,表明应变的调节可以提高光捕获能力。施加不同的应变也伴随着Ⅱ型和Ⅰ型异质结之间的相互转换。这些良好的性质表明AsP/ScCO异质结在下一代光伏器件和光催化领域具有重要应用前景。(3)基于Ⅱ型异质结强氧化还原能力与光响应范围难以兼容的难题,设计出了一种高效的ScCF/Janus MoSSe的Z-Scheme光催化剂。由ScCF和Janus MoSSe的不同堆叠方式,可实现传统的Ⅱ型异质结转换为直接Z-scheme异质结。内电场和能带弯曲理论分析了光生载流子的跃迁路径,揭示了Ⅱ型和直接Z-scheme异质结完全不同的光催化机理。与Ⅱ型异质结相比,直接Z-scheme异质结显示出更高的析氢过电位(χ=1.01 e V)和析氧过电位(χ=1.46 e V)。同时,直接Z-scheme异质结具有超高的太阳能析氢(STH)效率(36.1%),突破了传统理论效率的限制,显示出巨大的商业应用前景。自由能的计算证实了直接Z-scheme异质结的水分解反应在外电势下自发发生,对于Ⅱ型异质结则无法自发触发。此外,研究还引入额外的电子导体(N掺杂石墨烯)促进了电子(空穴)转移和层间载流子复合,进一步改善Z-scheme异质结的光催化性能。其研究结果可为制备高性能、稳定的Z-scheme水分解光催化剂奠定理论基础。

关键词：二维材料 MXenes 异质结光催化水分解第一性原理

复合/改性二氧化钛光催化水分解制氢性能研究

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复合/改性二氧化钛光催化水分解制氢性能研究

作者：马康伟兰州大学

学位级别：硕士

随着社会的发展和经济水平的提高,人们对于能源的需求量日益增加,开采清洁可再生的新型能源迫在眉睫。当前,通过光催化水分解制氢是一项前景广阔并寄予厚望的技术。光催化水分解一般认为由产氧和产氢半反应所组成,其中光催化产氧是限制... 详细信息

随着社会的发展和经济水平的提高,人们对于能源的需求量日益增加,开采清洁可再生的新型能源迫在眉睫。当前,通过光催化水分解制氢是一项前景广阔并寄予厚望的技术。光催化水分解一般认为由产氧和产氢半反应所组成,其中光催化产氧是限制整体水分解效率的瓶颈。人们通过加入空穴牺牲试剂来加速氧化反应,从而大幅提高制氢半反应的活性。以Ti O、Cd S、g-CN等半导体作为捕光材料和催化剂的研究最为普遍,但也存在相应的问题,比如捕光范围窄、易发生光腐蚀、光生载流子易复合等。本论文以Ti O半导体为研究对象,通过均相分子助催化剂复合、非金属原子掺杂改性等策略,大幅提高了其光催化制氢活性。此外,我们还对机理进行了深入探究,具体研究内容如下:1.构建了一种含铜多金属氧酸盐Na[(α-Sb WO)Cu(HO)](CuPOM)与介孔多相Ti O(Meso-Ti O)的高效制氢复合体系。在氙灯AM1.5G光源下,复合体系相比于单一Meso-Ti O活性提升了77倍(513.9μmol/g/h)。循环实验和回收实验证明复合催化剂具有良好的稳定性。此外,在反应过程中还原位生成了Ti,这进一步缩小带隙,提高了Meso-Ti O的捕光性能和光生载流子的激发效率。一系列电化学实验揭示CuPOM具有最匹配的LUMO能级,从而有效加速了光生电子从Meso-Ti O导带向溶液中质子的转移。2.设计并制备了只有体相B掺杂的Ti O(OB/Ti O),以及表面到体相梯度B掺杂的Ti O(STB/Ti O)。两者的可见光催化制氢活性相比空白Ti O(6.7μmol/g/h)分别提高73倍(488.4μmol/g/h)和26倍(171.6μmol/g/h)。结合XPS、同步辐射XAS等多种电子能谱表征技术,我们观察到了一种表面缺电子结构B诱导的Pt定向沉积的行为,这抑制了光生电子从Ti O向助催化剂Pt的转移。采用原位光辅助低温EPR技术,我们识别出存在于亚表面的光生空穴捕获位点(TiOTiO),并证明其存在减缓了光生电子与空穴的界面复合;然而,这种空穴捕获位点易被表面大量的B掺杂位点淬灭,失去空穴俘获能力。综合以上两点,我们准确分析了表面B对催化产氢活性的抑制作用,揭示了OB/Ti O相对于STB/Ti O具有活性优势的原因。

关键词：二氧化钛多金属氧酸盐硼掺杂光催化水分解制氢

载体表面对光催化水分解产氢反应的影响及机制研究

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载体表面对光催化水分解产氢反应的影响及机制研究

作者：王绪军西北大学

学位级别：硕士

快速的城市化和工业化导致全球能源短缺,大量有害、有毒的化学污染物排放到环境中,为了解决上述环境和能源危机,这就需要对清洁的可再生能源进行研究。在现有的选择中,太阳能转化为化学燃料在最近几十年受到了越来越多科研工作者的青睐... 详细信息

快速的城市化和工业化导致全球能源短缺,大量有害、有毒的化学污染物排放到环境中,为了解决上述环境和能源危机,这就需要对清洁的可再生能源进行研究。在现有的选择中,太阳能转化为化学燃料在最近几十年受到了越来越多科研工作者的青睐,其中,以可见光驱动的半导体光催化水分解产氢技术被认为是同时克服环境污染和全球能源短缺挑战的最有前途的策略之一。在整个光催化水分解产氢反应中,光催化剂的构建更为重要。而载体是常见的负载型光催化剂的重要组成部分,是影响光催化性能的关键因素,因此对载体特性的研究显得更为重要。在本文中,利用不同羟基含量的AlO(AO、AOH、AOH200、AOH500和AOH800)作为载体,负载Pt和CdS,分别制备了光催化剂CdS/Pt/AO、CdS/Pt/AOH、CdS/Pt/AOH200、CdS/Pt/AOH500和CdS/Pt/AOH800。在相同条件下,对其光催化水分解产氢性能进行了测试,结果表明,以表面羟基含量较多的AOH做载体制备的CdS/Pt/AOH在可见光照射下,具有最好的光催化活性(2524.99μmol h),在460 nm波长下的量子效率高达46.3%。通过物相、形貌、成分和光电化学性能等表征,发现AOH上的OH可以促进光生电子-空穴对的分离和HO分解产生的O原子的去除,释放出更多的催化活性位点生成H,抑制H和O原子的重组。利用结构相似的低钠拟薄水铝石(LSPB)和薄水铝石(BS-02)作为载体,负载Pt和CdS,构筑了光催化剂CdS/Pt/LSPB和CdS/Pt/BS-02。产氢活性结果表明,CdS/Pt/LSPB(2553.55μmol h)的产氢活性高于CdS/Pt/BS-02(1331.71μmol h)。通过对两种载体和所制备的催化剂的物相、成分、形貌以及光电化学性能等的分析研究,发现载体的大比表面积更有利于Pt和CdS纳米颗粒的分散,促进光生电子-空穴对的转移。

关键词： Al2O3 CdS 复合光催化剂光催化水分解 H2

表面反应在半导体光催化水分解过程中的重要性

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物理化学学报 2016年第1期32卷 2-13页

作者：常晓侠巩金龙天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津化学化工协同创新中心天津300072

利用光解水制氢将太阳能直接转化并储存为氢和氧的化学能是解决能源危机和环境污染的有效途径之一。光解水制氢过程中光生载流子在材料表面处发生的氧化还原反应尤为复杂,由于表面反应拥有较高的过电位以及缓慢的气体脱附速率而成为整... 详细信息

利用光解水制氢将太阳能直接转化并储存为氢和氧的化学能是解决能源危机和环境污染的有效途径之一。光解水制氢过程中光生载流子在材料表面处发生的氧化还原反应尤为复杂,由于表面反应拥有较高的过电位以及缓慢的气体脱附速率而成为整个光解水过程中的速控步骤,因此得到了研究者的重点关注和研究。本文就催化剂表面反应过程调控的科学问题进行简要总结和展望。结合光催化水分解基本原理,(i)阐述了促进表面水分解反应速率的主要方法;(ii)介绍了表面助催化剂的作用和分类;(iii)讨论了材料表面态的钝化和保护层的包覆对表面水分解反应的影响。最后对光催化水分解表面反应研究的未来发展方向提出了若干设想。

关键词：光催化水分解表面反应光催化剂助催化剂表面态保护层

S型异质结MoSi_(2)N_(4)/GeC电子及光学特性的第一性原理研究

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物理学报 2023年第19期72卷 195-205页

作者：赵娜娜王佳敏袁志浩崔真任聪聪西安理工大学材料科学与工程学院西安710048 复合材料及其产品智能制造技术国际联合研究中心西安710048 西安理工大学理学院西安710054 西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

采用第一性原理计算方法研究了MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结,对其进行结构、电子及光学特性的计算,并探究施加不同双轴应变和垂直电场对异质结能带结构及光吸收特性的影响,研究表明:MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结是一种带隙为1.25 eV的间接带隙... 详细信息

采用第一性原理计算方法研究了MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结,对其进行结构、电子及光学特性的计算,并探究施加不同双轴应变和垂直电场对异质结能带结构及光吸收特性的影响,研究表明:MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结是一种带隙为1.25 eV的间接带隙半导体,具有由GeC层指向MoSi_(2)N_(4)层的内建电场.此外,其光生载流子转移机制符合S型异质结机理,从而提高了光催化水分解的氧化还原电位,使其满足pH=0—14范围内的光催化水分解要求.双轴应变下,带隙随压缩应变的增加而先增大再减小,且在紫外区域的光吸收性能随压缩应变的增加而增强.带隙随拉伸应变的增大而减小,且可见光区域的光吸收性能较压缩应变时增强.垂直电场下,带隙随正电场的的增加而增大,随负电场的增大而减小.综上,MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结可以作为一种高效的光催化材料应用于光电器件及光催化等领域.

关键词： S型异质结光催化水分解双轴应变调控垂直电场调控

多面体SrTiO_(3)原位生长N缺陷PCN中的纳米叠层效应助力光催化完全分解水:内建电场调控的协同机制

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Chinese Journal of Catalysis 2023年第5期48卷 279-289页

作者：韦之栋严嘉玮郭伟琦上官文峰上海交通大学智慧能源创新学院上海200030 上海交通大学燃烧与环境技术中心上海200030 上海交通大学氢科学中心上海200030

光的钻穿效应使得纳米级光催化剂(粒径200nm以下催化剂和低维催化剂等)能带弯曲程度降低,无法有效利用“向阳背阴”的Dember效应,进而削弱光生载流子从体相到表面的驱动力,不利于完全分解水的实现.我们前期研究发现,催化剂微结构的极化... 详细信息

光的钻穿效应使得纳米级光催化剂(粒径200nm以下催化剂和低维催化剂等)能带弯曲程度降低,无法有效利用“向阳背阴”的Dember效应,进而削弱光生载流子从体相到表面的驱动力,不利于完全分解水的实现.我们前期研究发现,催化剂微结构的极化率影响其扭曲度,进而可以实现对催化剂内建电场的调控,促进纳米颗粒光催化完全分解水的过程.基于此,本文在粒径小于200 nm的多面体SrTiO_(3)催化剂表面.原位生长聚合物的氮化碳(PCN),形成了薄层PCN包覆的SrTiO_(3)纳米叠层催化剂,实现了完全分解水过程.并利用物相结构分析、形貌分析、表面分析、光谱分析、同步辐射分析和理论计算等方法深入解析了SrTiO_(3)-PCN复合催化剂的结构,揭示了由纳米尺度的叠层效应引发的内建电场协同调控机制.催化剂的物相结构分析结果表明,SrTiO_(3)和PCN是组成复合催化剂的主要单体,并没有新的物质生成,复合后各元素微结构极化率发生变化,表现为拉曼光谱峰强度的变化.片层状的PCN包覆在多面体SrTiO_(3)的表面,形成了独特的复合催化剂叠层结构.N 1s与Sr 3d的X射线光电子能谱结果表明,SrTiO_(3)与PCN的结合围绕着Sr和N两种元素进行.随着SrTiO_(3)含量的增加,-NH_(2)中的N与SrTiO_(3)中的元素结合,促进了-N-H基团的生成,而-N-H-基团受到化学环境改变的影响,倾向于向氰基转变,进而形成缺陷.利用同步辐射研究了Sr原子配位数的变化,揭示了N-Sr键的形成源自于Sr-Ti键中的Sr与-NH_(2)中的N结合,促进了N缺陷态的形成,显著提升了光吸收性能.催化剂热力学分析结果表明,体相氮缺陷引起价带位置上移,而表面氮缺陷对价带位置影响较小.当SrTiO_(3)/PCN的比为1:2时,复合催化剂可以实现完全分解水过程,氢氧比接近2:1.其原因在于SrTiO_(3)与PCN之间的费米能级不同,N-Sr键的形成增强了表面电势,促进了二者复合后内建电场的重构.随着SrTiO_(3)含量的增加,体相缺陷浓度增加,进而使得分解水性能显著降低.研究表明,由N-Sr形成使得催化剂在光吸收率、热力学性质及动力学性质的改变所引起的纳米尺度叠层效应,是引发内建电场协同调控进而实现光催化完全分解水的重要因素.综上,本文结果可以对调控内建电场实现完全分解水方面研究提供一定借鉴.

关键词：光催化水分解纳米叠层效应内建电场氮缺陷的聚合物氮化碳纳米多面体钛酸锶

Z型CdIn_(2)S_(4)/ZnSnO_(3)异质结的构筑及其光催化产氢性能

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无机化学学报 2023年第8期39卷 1637-1648页

作者：王传涛王英仙郭莉杨志雄周思凡杜锐王丹军延安大学化学与化工学院陕西省化学反应工程重点实验室延安716000

通过高温煅烧ZnSn(OH)_(6)前驱体制备了双壳中空立方体结构的ZnSnO_(3)(ZSO),进而采用水热法将CdIn_(2)S_(4)(CIS)纳米晶包裹在ZSO表面,成功制备了CdIn_(2)S_(4)/ZnSnO_(3)(CIS/ZSO)异质催化剂。活性产氢实验结果表明,CIS、ZSO物质的量之比为12%时制备的12%CIS/ZSO具有优异的光催化产氢性能,在3 h内产氢量为1 676.48μmol·g^(-1),分别是ZSO和CIS的12倍和8倍。ZSO光催化析氢反应活性的增强归因于CIS/ZSO异质结构的成功构建,异质界面的形成显著提高了光生电子/空穴对的分离效率,降低了其复合率。通过对电荷转移路径的分析,提出了可能的反应机理。

关键词： Z型 CdIn_(2)S_(4)/ZnSnO_(3)异质结光催化水分解氢气