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科技工作者之家 2020-06-05
来源:X一MOL资讯
环境污染和能源短缺是当今人类面临的重大挑战,光催化分解水制氢可望从根本上解决能源和环境问题,具有重要意义。半导体异质结可以利用能级差的作用促使光生载流子的分离和迁移,是提高光催化分解水产氢性能的有效手段。然而,半导体异质结的界面处往往存在缺陷,成为光生载流子的复合中心,不利于光催化产氢性能的提高。
近日,西安交通大学电气学院电力设备电气绝缘国家重点实验室新型储能与能量转换纳米材料研究中心,在CdS@ZnO核壳异质结催化剂的前期工作(Nano Energy, 2017, 39, 183−191)基础上,通过原子层沉积在CdS和ZnO之间引入具有良好表面相容性的超薄Al2O3钝化层,得到CdS@Al2O3@ZnO核壳异质结催化剂,其光催化产氢性能从CdS@ZnO的70.47 mmol/g/h提高到101.3 mmol/g/h。实验和理论计算结果表明,超薄Al2O3层不仅有效钝化了CdS与ZnO之间的界面缺陷,而且将CdS与ZnO之间的载流子传输机制从直接Z型转变为类似II型,产氢反应位点从CdS@ZnO催化剂的CdS核表面转移到CdS@Al2O3@ZnO催化剂的壳表面,从而显著提升光催化产氢性能。该项工作表明可以通过异质结界面调控促使载流子迁移机制向有利于光催化反应的方向,为提高异质结催化剂的光催化产氢性能提供了一条新的路径。来源:X-molNews X一MOL资讯
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