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侯仰龍/周小松/方岳平Chem. Eng. J. : 低成本N摻雜C包裹Co3W3C@g-C3N4用于持續高效HER

低成本非貴金屬光催化劑對于可持續和大規模的制氫至關重要。北京大學侯仰龍、嶺南師范學院周小松和華南農業大學方岳平等人報道了一種新型助催化劑N摻雜C包覆的Co₃W₃C納米晶體(NC-Co₃W₃C)被錨定在gC₃N₄上，形成NC-Co₃W₃C@gC₃N₄復合光催化劑，用于光催化析氫反應(HER)。

通過簡單研磨的方法將NC-Co₃W₃C作為助催化劑修飾gC₃N₄制備廉價的NC-Co₃W₃C@gC₃N₄光催化劑。

首先，NC-Co₃W₃C有效地增加了gC₃N₄的光吸收。其次，NC-Co₃W₃C極快地加速電荷轉移以抑制gC₃N₄的光生電子-空穴對的復合。最后，NC-Co₃W₃C極大地促進了質子的還原，從而在gC₃N₄表面釋放出H₂，具有優異的光催化HER 活性。

NC-Co₃W₃C@gC₃N₄提高了光吸收和HER動力學。另外，高的光催化效率歸因于NC-Co₃W₃C@gC₃N₄強的導電性、穩定性和合適的H吸附自由能。

在可見光照射下，NC-Co₃W₃C@gC₃N₄光催化劑具有顯著增強的光催化H₂活性(1332 μmol h^-1?g^-1)，比gC₃N₄高148倍，是Pt/gC₃N₄的89.22%(貴金屬基催化劑)。

Sustainable synthesis of low-cost nitrogen-doped-carbon coated Co₃W₃C@g-C₃N₄ composite photocatalyst for efficient hydrogen evolution. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI:10.1016/j.cej.2021.131208

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