C3N4/TiO2二维异质结:高效的表面反应与电荷分离效率(英文)

作者：肖玉婷; 郭世恩; 田国辉; 蒋保江; 任志宇; 田春贵; 李伟^*; 付宏刚^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(03): 275-283.

高效的电荷分离和快速的界面反应动力学是决定光催化分解水制氢效率的关键因素.通过采用原位剥离和转化策略,本文设计合成了一种具有优异光催化析氢性能的二维异质结光催化剂-超薄多孔C3N4纳米片负载TiO2纳米晶(HCN/TiO2).结果表明, HCN/TiO2光催化材料具有超薄二维结构、丰富且接触紧密的界面、高度多孔结构和TiO2纳米晶分布均匀的特点.以上结构优势不仅能为HCN/TiO2光催化分解水制氢提供更多的活性中心、促进反应物和生成物的传输,而且极大地提升其光生载流子的分离效率.因此,由于表面反应和光生载流子分离二者协同增强, HCN/TiO2光催化剂(10 mg)在模拟太阳光(AM 1.5)照射条件下的析氢速率可达到282.3μmol h-1,表观量子效率在420nm波长处为13.4%.该工作为开发高性能二维异质结材料应用于清洁能源领域提供了一个极具前景的合成策略.

• 单位
  复旦大学