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新疆理化所在Z型光催化劑產(chǎn)氫研究方面取得進(jìn)展

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新疆理化所在Z型光催化劑產(chǎn)氫研究方面取得進(jìn)展

摘要: 　　開(kāi)發(fā)清潔和可再生能源是緩解能源短缺和環(huán)境惡化問(wèn)題的必然選擇。氫氣由于其燃燒產(chǎn)物沒(méi)有二次污染而被認(rèn)為是最理想的清潔燃料。太陽(yáng)光光催化分解水制氫，為清潔高效地轉(zhuǎn)化利用太陽(yáng)能、消除環(huán)境污染問(wèn)題提供了一條 ...

　　開(kāi)發(fā)清潔和可再生能源是緩解能源短缺和環(huán)境惡化問(wèn)題的必然選擇。氫氣由于其燃燒產(chǎn)物沒(méi)有二次污染而被認(rèn)為是最理想的清潔燃料。太陽(yáng)光光催化分解水制氫，為清潔高效地轉(zhuǎn)化利用太陽(yáng)能、消除環(huán)境污染問(wèn)題提供了一條極具發(fā)展前景的技術(shù)路徑，引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的學(xué)習(xí)興趣。然而，單一催化劑存在可見(jiàn)光利用率低或電子空穴復(fù)合率高的問(wèn)題，嚴(yán)重制約了其光催化制氫性能。
　　中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)學(xué)習(xí)所環(huán)境科學(xué)與技術(shù)學(xué)習(xí)室科研人員通過(guò)光沉積法，在g-C3N4基底上生長(zhǎng)Au納米顆粒，然后在Au上負(fù)載CdxZn1−xS固溶體，制備了Z型CdxZn1−xS/Au/g-C3N4光催化劑，對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)學(xué)習(xí)。以葡萄糖為犧牲劑，學(xué)習(xí)了Z型光催化劑在可見(jiàn)光（λ420nm）下光解水制備氫氣的性能。結(jié)果表明，Cd0.8Zn0.2S/Au/g-C3N4具有優(yōu)異的產(chǎn)氫性能，分別是Au/g-C3N4和CdS/Au/g-C3N4的52.2倍和8.63倍；Z型光催化劑產(chǎn)氫活性的提高主要?dú)w因于其光生載流子的高效分離。此外，Cd0.8Zn0.2S的引入，可以抑制光催化過(guò)程中副產(chǎn)物CO和CO2的產(chǎn)生。該工作為設(shè)計(jì)高效光催化產(chǎn)氫催化劑提供了新思路。
　　該學(xué)習(xí)結(jié)果作為“front cover”發(fā)表于科學(xué)通報(bào)（Science Bulletin）。此學(xué)習(xí)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院“西部之光”、中科院卓越青年科學(xué)家等項(xiàng)目支持。



　　圖1: Cd0.8Zn0.2S/Au/g-C3N4光催化產(chǎn)氫的過(guò)程示意圖



　　圖2：雜志封面新疆理化所在Z型光催化劑產(chǎn)氫研究方面取得進(jìn)展  |  責(zé)任編輯：蟲子
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