钨酸盐复合光催化剂实现高效光解水产氢-天天速看

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近期，复旦大学研究者设计出了一种钨酸盐复合光催化剂——NiS/ZnIn2S4/AgIn(WO4)2纳米复合材料，其因具有高催化活性、高选择性和高稳定性等特点，而能实现高效光解水产氢，以弥补近年来报道的大部分钨酸盐类以及ZnIn2S4类光催化剂。

NiS/ZnIn2S4/AgIn(WO4)2复合光催化剂的合成示意图（图源：复旦大学）

氢气是可持续发展的一种绿色能源载体。然而，地球上的氢大部分都被锁在水分子中，难以被利用。为应对实际的能源需求，光催化分解水技术的发展势在必然。太阳能是一种丰富的可再生能源，以其驱动光催化剂直接分解水制氢是一种完美的策略。尽管目前付出了诸多的努力，但是光催化剂依旧存在可见光响应性差，光生载流子易复合，表面析氢反应势垒高、生产成本高的问题，进而导致光解水产氢效率低。

因此，为了开发出具有良好光催化稳定性的光催化剂，复旦大学研究者就采用了溶剂热法制备出NiS/ZnIn2S4/AgIn(WO4)2纳米复合光催化剂。其生产步骤如下：先在AgIn(WO4)2矩形纳米管表面上均匀生长薄层ZnIn2S4纳米片，后通过光沉积法，在二元材料表面均匀负载NiS纳米颗粒，即可制得具有分层结构的NiS/ZnIn2S4/AgIn(WO4)2三元复合光催化剂。

S-scheme NiS/ZnIn2S4/AgIn(WO4)2催化反应机理图（图源：复旦大学）

研究表明，紧密接触的ZnIn2S4与AgIn(WO4)2，能形成S型异质结，从而实现光生载流子的高效分离。NiS能有效降低表面析氢反应的活化能，从而进一步提高光催化产氢效率。

相关研究成果已以“Fabrication of noble-metal-free hierarchical rectangular tubular S-scheme NiS/ZnIn2S4/AgIn(WO4)2 nanocomposite for highly efficient photocatalytic hydrogen evolution”为题发表在Chemical Engineering Journal上。