非貴金屬光催化制氫材料研發(fā)成功

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非貴金屬光催化制氫材料研發(fā)成功

中國科學技術(shù)大學化學與材料科學學院杜平武教授課題組設(shè)計制備出具有高轉(zhuǎn)化率的非貴金屬光催化制氫材料，表現(xiàn)出優(yōu)越的人工光合成制氫性能和穩(wěn)定性。該研究成果以封面標題形式9月1日發(fā)表在英國皇家化學學會旗下著名國際學術(shù)期刊《能源與環(huán)境科學》上。

該研究組此前研究發(fā)現(xiàn)，過渡金屬磷化物作為助催化劑有著很好的光催化產(chǎn)氫的性質(zhì)，將磷化亞銅、磷化鉬等磷化物負載在半導(dǎo)體上，可有效提升半導(dǎo)體光催化產(chǎn)氫的效率。在此基礎(chǔ)上，該研究組利用溶劑熱法，巧妙地將新型磷化鎳助催化劑負載在硫化鎘半導(dǎo)體納米線上，得到了分布均勻、接觸緊密的磷化鎳/硫化鎘復(fù)合結(jié)構(gòu)，獲得了高效、穩(wěn)定、廉價的人工光合成催化劑。

實驗數(shù)據(jù)和光譜表征證明，該復(fù)合結(jié)構(gòu)能有效促進復(fù)合材料內(nèi)的快速電子轉(zhuǎn)移過程，抑制激發(fā)態(tài)電子的失活，提高可見光催化制氫性能。在添加硫化鈉/亞硫酸鈉情況下，該催化劑材料實現(xiàn)了高效的光催化制氫：可見光大于420nm條件下，產(chǎn)氫速率達到1200μmol/(mg?h)，90h反應(yīng)轉(zhuǎn)化次數(shù)達到約3270000，基于磷化鎳助催化劑的反應(yīng)次數(shù)達到36400/h。

（科技日報，2015-09-10）