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大连化物所宽光谱捕光催化剂全分解水制氢研究获新进展

导读: 从中国科学院获悉,近日,中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部中科院院士李灿、研究员章福祥等在宽光谱捕光催化剂Z机制全分解水制氢研究中取得新进展。

从中国科学院获悉,近日,中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部中科院院士李灿、研究员章福祥等在宽光谱捕光催化剂Z机制全分解水制氢研究中取得新进展。

据了解,该研究利用具有单电子转移、适宜中性环境且具有较低氧化还原电位的[Fe(CN)63-/[Fe(CN)64-为氧化还原电对,基于其前期实验发现,BiVO4不同晶面间存在光生电子和空穴空间分离(Nature Commun.),采用双助催化剂(Au/CoOx)在BiVO4的{010}和{110}晶面上的选择性沉积策略使得产氧性能大幅提升。在此基础上通过耦合具有较宽可见光响应的产氢端,实现了高效的Z机制全分解水,取得了10.3%(420nm激发)的全分解水制氢量子效率,刷新了该团队以前保持的6.8%(420nm激发)的记录。此外,研究同时发现Au纳米粒子的担载有利于从BiVO4抽取电子向[Fe(CN)63-的转移。

研究结果发现,通过设计和调控BiVO4表面助催化剂Au的担载,以及双助催化剂(Au和CoOx)的选择性负载,可有效促进BiVO4的产氧性能及其与氧化还原电对离子间的电荷传输,并基于此构筑了高效的可见光Z机制全分解水体系,其表观量子效率超过10%(420nm激发)。

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