西安交大電氣學院在光催化分解水產氫催化劑研究方面取得重要進展

「能源危機」和「環境污染」是當今世界面臨的兩大難題，半導體材料可以利用太陽能驅動光催化分解水產氫，為潔凈的氫能取代化石燃料提供了一種可能。然而，如何提高光催化產氫效率和光催化劑的穩定性，是目前該領域面臨的關鍵科學問題。

近日，西安交通大學電氣學院電力設備電氣絕緣國家重點實驗室新型儲能與能量轉換納米材料研究中心，首次採用原子層沉積的方法設計了一類新型的具有可控ZnO殼層的CdS@ZnO核殼結構複合催化劑，與傳統的液相合成相比，該方法在兩種半導體之間得到了接觸緊密的界面，有效提高了光生電子和空穴的分離和傳輸效率，從而使複合半導體的催化效率大幅度提高，該方法製備的CdS@ZnO光催化產氫效率高達98.82 mmol/g/h，是此前報道的CdS-ZnO體系最高產氫效率的5.6倍。此外，由於ZnO殼層可有效阻止CdS核的光腐蝕，使該複合催化劑表現出優秀的光催化穩定性。該成果有望在光催化產氫領域得到廣泛應用，實現催化效率和催化穩定性的顯著提升。

該研究成果以「Rational design of CdS@ZnO core-shell structure via atomic layer deposition for drastically enhanced photocatalytic H2evolution with excellent photostability」為題發表在納米材料領域頂級期刊Nano Energy上，論文第一作者為電氣學院博士生馬丹丹，通訊作者為電氣學院牛春明千人團隊石建穩副教授，論文的國際合作者為澳大利亞昆士蘭大學王連洲教授，西安交通大學是第一作者與第一通訊單位。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.06.047

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