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唐華/劉芹芹Chem. Eng. J.: 富含界面活性位點的0D Co3O4/1D TiO2 p-n異質(zhì)結(jié)增強光催化HER

光催化劑的析氫活性可以通過改善光生電荷分離、光吸收能力和表面活性位點來優(yōu)化。

江蘇大學唐華、劉芹芹等人報道了在n型多孔TiO₂纖維表面上原位生長p型Co₃O₄納米粒子來構(gòu)建富含活性位點的0D Co₃O₄/1D TiO₂ p-n異質(zhì)結(jié)，并將其用作高性能HER光催化劑。

TiO₂纖維的多孔外壁增加了還原反應的活性位點數(shù)量，0D/1D pn異質(zhì)結(jié)能夠減少晶界，抑制電荷的隨機運動，并產(chǎn)生內(nèi)置電場以加速光生電荷從Co₃O₄ 的導帶轉(zhuǎn)移到TiO₂。因此，Co₃O₄/TiO₂ pn異質(zhì)結(jié)同時實現(xiàn)了活性位點數(shù)量的增加和光生載流子的高分離效率。

由于光生電荷的快速復合，TiO₂和Co₃O₄光催化劑光催化 HER活性幾乎可以忽略不計。對于0D Co₃O₄/1D TiO₂ p-n異質(zhì)結(jié)光催化劑，在光照下的產(chǎn)H₂速率達到3.46 mmol g^-1h^-1。在波長為365 nm和420 nm光照下，催化劑的表觀量子效率分別達到16.3%和0.06%，并具有高穩(wěn)定性。

Interfacial active-site-rich 0D Co₃O₄/1D TiO₂ p-n heterojunction for enhanced photocatalytic hydrogen evolution. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.131338

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