武科大王玉华团队:可见光驱动光催化产氢方面取得重要进展!
摘要:武汉科技大学王玉华团队设计了氮掺杂和构建Z型异质结的策略,将N-rTiO2与g-C3N4复合成光催化材料,而在界面之间形成内电场(IEF),促进了光生载流子分离、减少了光生载流子复合、提高了光催化产氢效率
利用太阳能将水转化为高价值的化学品和燃料是一种很有前景和潜力的策略。石墨相氮化碳和二氧化钛是性能优良、成本低、稳定性好的光催化剂。金红石型二氧化钛(rTiO2)被深能级捕获的电子在催化过程中活性较低使其很少应用于光催化制氢领域。石墨相氮化碳(g-C3N4)因其比表面积小、光生载流子容易复合也限制了其在光催化领域的进一步应用。
武汉科技大学王玉华团队设计了氮掺杂和构建Z型异质结的策略,将N-rTiO2与g-C3N4复合成光催化材料,而在界面之间形成内电场(IEF),促进了光生载流子分离、减少了光生载流子复合、提高了光催化产氢效率。虽然单独使用氮掺杂的TiO2不能满足光催化产氢的热力学条件,但通过构建Z型异质结结构,实现了可见光条件下光催化性能的提高,并通过第一性原理对产氢机理进行了理论分析。为不能满足光催化制氢条件的半导体材料的光催化产氢应用提供了思路。
相关工作以《Photocatalytic hydrogen under visible light by nitrogen-doped rutile titania graphitic carbon nitride composites: an experimental and theoretical study》为题发表在《Advanced Composites and Hybrid Materials》上。
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