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陳士夫/孟蘇剛Appl. Catal. B.: 高效光催化碳中和下的芳香醇的選擇性氧化耦合產(chǎn)氫

光催化協(xié)同反應(yīng)是能源和環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)高光催化效率，光催化協(xié)同反應(yīng)是能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，目前有許多研究集中在有機(jī)合成耦合產(chǎn)氫上。

淮北師范大學(xué)陳士夫和孟蘇剛等人采用水熱法合成了一系列Zn_xCd_1-xS，用于光催化CO₂還原體系中與芳香醇的選擇性氧化耦合產(chǎn)氫。

其中富鋅空位的Zn_0.3Cd_0.7S具有合適的價(jià)帶導(dǎo)帶位置，在CO₂還原體系中與芳香醇的選擇性氧化耦合具有很高的光催化活性和穩(wěn)定性。

此外，二氧化碳的存在可以促進(jìn)協(xié)同反應(yīng)，通過提高光生電荷的利用率來提高光催化活性。

以4-氯苯甲醇為例，H₂(784 μmol g^-1?h^-1)和CO(67 μmol g^-1?h^-1)為主要還原產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物為4-氯苯甲醛，速率為908 μmol g^-1?h^-1。

此外，該研究從光生電荷的分離、表面缺陷、能帶結(jié)構(gòu)、CO₂吸附等方面考慮了光催化性能增強(qiáng)的原因。該工作提高了光生電子和空穴的利用率，為碳中和下的H₂生產(chǎn)和有機(jī)合成提供了雙功能光催化體系。

Efficient Photocatalytic H₂ Production Coupling with Selective Oxidation of Aromatic Alcohol under Carbon neutrality. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120619

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