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在追求新型能源的背景，設(shè)計和合成具有超高原子利用率的高性能無貴金屬光催化劑用于析氫反應(yīng)（HER）仍然是一個挑戰(zhàn)。

有鑒于此，湖南大學(xué)張長教授、Chi Ma等報道簡化的合成過程中，通過在模擬陽光下照射預(yù)先處理形成缺陷的CdS/Co懸浮液（Co-DCdS Ss），原位在其上固定單原子，同時進行光催化制氫反應(yīng)，改善光催化制氫性能。

本文要點

（1）

原位合成的單原子Co光催化劑（Co5:DCdS）與Co-DCdSSs（18.09 mmol g^?1 h^?1）相比，催化性能進一步提高（60.10 mmol g^?1 h^?1），在500 nm處達到57.6%的表觀量子產(chǎn)率，在一個太陽光模擬（AM 1.5G）達到6.26 %的太陽能化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率（SCC）。

（2）

深入的表征和密度泛函理論（DFT）計算證明，Co單原子增強鎘空位（V_Cd）附近兩個配位S原子的不對稱電荷分布。構(gòu)建了催化劑表面電子離域V_Cd和Co單原子之間的協(xié)同作用，這些雙功能位點負責(zé)促進水吸附解離和析氫。這項研究深化對表面缺陷與金屬單原子協(xié)同作用的潛在機制的理解，為發(fā)展光催化先進材料開辟了發(fā)展前景。

參考文獻

Kaihua Yang, Yicai Huang, Tantan Wang, Yiming Li, Yating Du, Juan Ling, Ziyi Fan, Chang Zhang, Chi Ma, In-Situ Anchoring of Co Single-Atom Synergistically with Cd Vacancy of Cadmium Sulfide for Boosting Asymmetric Charge Distribution and Photocatalytic Hydrogen Evolution, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202409832

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409832