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中大/耶魯Appl. Catal. B.: 雙缺陷，雙功能！硫/氧雙缺陷MoS2@TiO2光催化廢水處理并回收氫能

同時回收氫能與降解難降解有機污染物是解決能源和環境問題的一種有吸引力的解決方案。而光催化是一種有前景的能源和環境應用技術。

近日，中山大學李傳浩、耶魯大學Gary W.Brudvig等設計了一種由超薄MoS_2-x納米片修飾的具有氧空位的分級TiO₂微球的雙缺陷異質結(MoS_2-x@TiO₂-OV)，用于同時降解污染物和釋放氫氣。

MoS_2-x@TiO₂-OV表現出顯著增強的光催化活性，H₂析出速率為2985.16 μmol g^-1 h^-1。在處理模擬制藥廢水中，MoS_2-x@TiO₂-OV能夠凈化各種難降解污染物，在恩諾沙星降解過程中，H₂析出速率最高為41.59 μmol g^-1 h^-1。該催化劑在處理模擬焦化廢水時，H₂析出速率為102.72 μmol g^-1 h^-1，礦化率為50%。

EPR光譜和DFT計算表明，MoS_2-x@TiO₂-OV在水分解中優異的光催化性能和良好的穩定性可歸因于以下三個方面：

1.OVs可以增強TiO₂ HM表面的催化氧化能力，從而有效去除污染物；

2.具有大表面積的TiO₂ HM的3D結構可以有效減少2D MoS₂納米片的團聚和堆積；因此，超薄結構暴露出更多的活性硫位點以及MoS₂的邊緣形成；

3.受益于富OVs的電子供體性質和S缺陷的電子受體性質的協同作用，這種雙缺陷結構可以促進光載流子分離、半導體-催化劑界面之間的電荷轉移，并實現最佳H⁺和MoS₂之間的親和力。

Photocatalytically Recovering Hydrogen Energy from Wastewater Treatment using MoS₂@TiO₂ with Sulfur/Oxygen Dual-Defect. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120878

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