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通過光催化全解水制備氫氣和氧氣能夠實現可持續的制備清潔和可再生的能源。金屬硫化物是非常理想的制氫光催化劑，但是硫化物光催化劑中的硫通常存在不穩定的缺點，而且硫與氧非常類似，導致硫化物的產氧催化活性非常差，這對于光催化全解水而言是個非常大的挑戰。

有鑒于此，西北工業大學李炫華等合成了結構畸變誘導氧陰離子摻雜的ZnIn₂S₄，D-O-ZIS，這種催化劑的結構畸變導致S₁-S₂-O位點的相鄰原子產生顯著的電負性區別，其中S₁的電子濃度更高，S₂原子為缺電子，通過這種電負性調控策略，金屬硫化物光催化劑不僅改善光催化性能，而且增強穩定性。

本文要點：

（1）

通過非常強的電子再分布，激活S₂位點的產氧反應，而且避免金屬硫化物光催化劑面臨的硫不穩定性缺陷，電子再分布促進S₁位點的氫原子吸附/脫附。

（2）

D-O-ZIS在全解水光催化反應中實現了0.57 %的太陽能制氫轉化效率，在120 h的光催化反應實驗過程中，光催化反應速率保留91 %。通過這項工作，我們提出了通過電負性的區別活化金屬硫化物光催化劑并且改善其在光催化分解水反應中的穩定性的策略。

參考文獻

Xin, X., Li, Y., Zhang, Y. et al. Large electronegativity differences between adjacent atomic sites activate and stabilize ZnIn₂S₄ for efficient photocatalytic overall water splitting. Nat Commun 15, 337 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-44725-1

https://www.nature.com/articles/s41467-024-44725-1