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張金龍/練成/邱博誠(chéng)Appl. Catal. B.:選擇性原子取代實(shí)現(xiàn)一體化析氫光催化劑

張金龍/練成/邱博誠(chéng)Appl. Catal. B.:選擇性原子取代實(shí)現(xiàn)一體化析氫光催化劑
由于催化位點(diǎn)與吸附氫(H)之間有很強(qiáng)的相關(guān)性,因此電荷分離效率相對(duì)較低,H解吸性能較差,是實(shí)現(xiàn)一體化析氫光催化劑的主要挑戰(zhàn)。
近日,華東理工大學(xué)張金龍教授和練成特聘研究員、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)邱博誠(chéng)教授(共同通訊作者)等人報(bào)道了一種Ni摻雜的少層ZnIn2S4納米片(Ni-ZnIn2S4),以此為例深入了解Ni摻雜劑在調(diào)整電荷分離效率和削弱帶負(fù)電的S位點(diǎn)與吸附的H(S-Hads)之間的鍵能方面的作用。
張金龍/練成/邱博誠(chéng)Appl. Catal. B.:選擇性原子取代實(shí)現(xiàn)一體化析氫光催化劑
通過密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明,Ni離子優(yōu)先結(jié)合到四面體Zn位點(diǎn)而不是四面體/八面體In位點(diǎn),從而使得Ni-ZnIn2S4具有更高的電導(dǎo)率和更多參與析氫反應(yīng)(HER)的離域載流子。
張金龍/練成/邱博誠(chéng)Appl. Catal. B.:選擇性原子取代實(shí)現(xiàn)一體化析氫光催化劑
更重要的是,Ni摻雜劑能夠巧妙地改變S位點(diǎn)的電子結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)平衡的H吸附和解吸能力。因此,所制備的少層Ni-ZnIn2S4納米片能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)壽命的光激發(fā)電子和增強(qiáng)的光催化HER性能。
張金龍/練成/邱博誠(chéng)Appl. Catal. B.:選擇性原子取代實(shí)現(xiàn)一體化析氫光催化劑
Realization of All-in-One Hydrogen-Evolving Photocatalysts via Selective Atomic Substitution. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120518.
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120518.

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