Zn0.4(CuGa)0.3Ga2S4/CdS光催化材料的制备及其CO2还原性能

作者：刘彭; 吴仕淼; 吴昀峰; 张宁^*

来源：无机材料学报, 2022, 37(01): 15-21.

• 光催化
• Z型异质结
• 二氧化碳还原
• 硫化物

利用光催化技术将CO2转化为燃料有望解决能源危机和温室效应。Zn1–2x(CuGa)xGa2S4具有可见光响应及较高的导带电势,从热力学角度上看是较为理想的CO2还原材料,但是其光催化CO2还原活性仍然较低,亟待从动力学角度提高其活性。本研究采用Zn0.4(CuGa)0.3Ga2S4与不同比例的CdS纳米颗粒复合,制备了Zn0.4(CuGa)0.3Ga2S4/CdS异质结半导体材料。通过材料表征证明CdS在Zn0.4(CuGa)0.3Ga2S4微米颗粒上均匀生长并形成了全固态Z型异质结的复合结构。这种结构有效抑制了电子空穴对的复合,保持了较高的还原电势,有利于提高光催化性能。在溶液体系中,所制备的Zn0.4(CuGa)0.3Ga2S4/CdS能够有效地将CO2光催化还原为CO。研究表明,当Zn0.4(CuGa)0.3Ga2S4与CdS的摩尔比为2:1时,样品的光催化活性达到最优,是Zn0.4(CuGa)0.3Ga2S4材料的1.7倍,CdS材料的1.6倍。本工作通过构造异质结构,提高了Zn0.4(CuGa)0.3Ga2S4半导体材料的光催化CO2还原活性,对人工光合成材料的设计与制备具有较大的参考价值。

• 单位
  中南大学