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使用高儲(chǔ)量材料進(jìn)行光催化分解海水能夠制氫和高附加值化學(xué)品（H₂O₂）。

有鑒于此，上海交通大學(xué)周寶文副教授、北京大學(xué)王新強(qiáng)教授、王平助理教授等報(bào)道將Pd納米粒子與一維GaN納米線結(jié)合，修飾在Si晶片基底上，實(shí)現(xiàn)了光催化分解海水制備H₂和H₂O₂。

本文要點(diǎn)：

（1）

通過原位光譜表征結(jié)合理論計(jì)算，表明這種納米復(fù)合材料中，Pd納米粒子能夠提取空穴以及調(diào)控*OH，海水的Cl^-離子能夠改善電荷動(dòng)力學(xué)、降低反應(yīng)能壘的方式助力H₂O→H₂+H₂O₂轉(zhuǎn)化反應(yīng)。

（2）

在使用3 W cm^-2的聚焦太陽能并且沒有任何犧牲劑的條件下，這種光催化反應(yīng)使用天然海水制氫的速率達(dá)到2.5 mmol cm^-2 h^-1，光轉(zhuǎn)化為氫的效率達(dá)到4.38 %。在3 W cm^-2的光強(qiáng)度下，2 h內(nèi)的水氧化反應(yīng)生成H₂O₂的量達(dá)到300 μmol L^-1，光轉(zhuǎn)化為化學(xué)品的效率達(dá)到0.53 %。光催化劑的穩(wěn)定工作時(shí)間達(dá)到60 h，TON達(dá)到1.42×10⁷ mol_H2 mol_Pd^-1。室外光催化測試的結(jié)果表明這種光催化海水分解制備綠色能源的前景。

參考文獻(xiàn)

Muhammad Salman Nasir, Ying Zhao, Haotian Ye, Tao Wang, Bowen Sheng, Jun Song, Jinglin Li, Ping Wang, Xinqiang Wang, Zhen Huang, Baowen Zhou, Efficient Hole Extraction and *OH Alleviation by Pd Nanoparticles on GaN Nanowires in Seawater for Solar-Driven H₂ and H₂O₂ Generation, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202420796

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202420796