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??Appl. Catal. B.：量子效率100！ZnS-ZnO/Rh納米片在太陽(yáng)光下高效催化純水分解產(chǎn)生H2

近日，日本東京理工大學(xué)Ken-ichi Katsumata和Sovann Khan以及德國(guó)科隆大學(xué)Heechae Choi（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種結(jié)合溶劑熱法和后退火來(lái)合成高活性ZnS-ZnO納米片的方法。

通過(guò)在空氣中對(duì)ZnS/乙二胺進(jìn)行熱退火，在ZnS納米片上合成ZnO。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算的結(jié)合研究，作者發(fā)現(xiàn)在退火過(guò)程中，碳（C）元素是乙二胺分解的主要摻雜劑，乙二胺無(wú)意中摻雜到ZnS-ZnO中，并對(duì)增強(qiáng)的可見光光催化產(chǎn)生重大影響。

圖1 計(jì)算的ZnS和ZnO的缺陷形成能作為費(fèi)米能級(jí)的函數(shù)

此外，作者通過(guò)原位光還原沉積銠（Rh）形成了ZnS-ZnO/Rh催化劑復(fù)合物。由于通過(guò)ZnS和ZnO的Z-型異質(zhì)結(jié)以及Rh助催化劑/半導(dǎo)體的肖特基結(jié)進(jìn)行有效的電荷分離，這種多結(jié)光催化劑在太陽(yáng)模擬光下從純水中產(chǎn)生H₂方面表現(xiàn)出色。其中，ZnS-ZnO/Rh催化劑顯著提高了析氫反應(yīng)（HER）的產(chǎn)率，其量子效率更是達(dá)到了100%。這種簡(jiǎn)便的方法實(shí)現(xiàn)了具有大量缺陷的多結(jié)ZnS-ZnO/Rh光催化劑，對(duì)于太陽(yáng)能收集應(yīng)用非常有前景。

圖2 紫外光下，Na₂S/Na₂SO₃光催化制氫氣

C-doped ZnS-ZnO/Rh nanosheets as multijunctioned photocatalysts for effective H₂ generation from pure water under solar simulating light. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120473.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120473.

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