純凈水源目前變得越來(lái)越少，光催化分解海水制氫因此受到人們的廣泛關(guān)注。有鑒于此，澳洲國(guó)立大學(xué)殷宗友教授等報(bào)道一種結(jié)構(gòu)新穎的光催化劑，這種光催化劑含有Cu核心，外殼是修飾Co單原子修飾的氮摻雜碳層，記作Co-NC@Cu。
Co-NC@Cu催化劑能夠用于光催化海水制氫，當(dāng)沒(méi)有加入犧牲試劑時(shí)候，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的光催化制氫性能，9080 μmol g-1 h-1，太陽(yáng)能制氫的效率達(dá)到4.78 %，而且具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性（340 h）。
（2）
優(yōu)異的光催化活性來(lái)自多個(gè)因素。首先聚集的光產(chǎn)生光熱效應(yīng)，能夠增強(qiáng)氧化還原的性能，鹽離子能夠?qū)е麓呋瘎┍砻骐姾苫?，增加載流子的壽命。Co-NC@Cu催化劑具有廣闊的光吸收區(qū)間，促進(jìn)光激發(fā)產(chǎn)生電荷。理論計(jì)算結(jié)果顯示Co-NC是催化活性位點(diǎn)，而且具有非常低的反應(yīng)能壘。通過(guò)LSPR導(dǎo)致Cu產(chǎn)生非常強(qiáng)的表面電場(chǎng)，降低氧化還原反應(yīng)的能壘，改善光催化分解海水的性能。
這項(xiàng)工作展示了反應(yīng)環(huán)境對(duì)光催化的重要影響，展示了光吸收、LSPR效應(yīng)、單原子活性位點(diǎn)的光催化設(shè)計(jì)策略對(duì)于高效率光催化海水分解的重要意義。
參考文獻(xiàn)
Zhehao Sun, Shuwen Cheng, Xuechen Jing, Kaili Liu, Yi-Lun Chen, Ary Anggara Wibowo, Hang Yin, Muhammad Usman, Daniel MacDonald, Soshan Cheong, Richard F. Webster, Lucy Gloag, Nicholas Cox, Richard D. Tilley, Zongyou Yin, Atomic Dispersed Co on NC@Cu Core-Shells for Solar Seawater Splitting, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202406088
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202406088
