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白雪峰Appl. Catal. B.: p-n異質(zhì)結(jié)構(gòu)的Z型Mn3O4/Co9S8光催化產(chǎn)H2O2

光催化產(chǎn)H₂O₂是一種綠色且可持續(xù)的技術(shù)，哈爾濱工程大學(xué)白雪峰團(tuán)隊報道了一種用于生產(chǎn)H₂O₂的光催化劑，由p型Mn₃O₄和n型Co₉S₈半導(dǎo)體構(gòu)建Z型p-n結(jié)，具有高效的光生電荷分離能力。

復(fù)合材料中的Co₉S₈和Mn₃O₄相會隨著Mn₃O₄的含量變化而進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)的調(diào)控。調(diào)控效應(yīng)對提高復(fù)合材料的電子傳輸能力、電子施主濃度和光生電荷的分離起到了重要作用。

不添加有機(jī)電子給體和純O₂條件下，優(yōu)化后的Z型Mn₃O₄ /Co₉S₈在堿性介質(zhì)中光照6 h得到1.6 mM H₂O₂，并顯示出良好的可回收性。

p型Mn₃O₄ CB中的電子遷移到n型Co₉S₈的VB中，并在它們的界面之間形成的異質(zhì)結(jié)中的孔上復(fù)合。光催化H₂O₂生產(chǎn)遵循雙通道路徑，從而顯著提高H₂O₂生產(chǎn)率。

Co₉S₈中的電子主要完成了O₂的雙電子還原生成H₂O₂的主要反應(yīng)途徑，而Mn₃O₄中的空穴參與了·OH的生成，作為輔助反應(yīng)途徑。最后，光催化產(chǎn)生的H₂O₂在Mn₃O₄ /Co₉S₈光催化劑上實現(xiàn)了MB和RhB染料降解的有效原位應(yīng)用。

Photocatalytic production of hydrogen peroxide over Z-scheme Mn₃O₄/Co₉S₈ with p-n heterostructure. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120516

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