反蛋白石结构ZnO@PDA用于增强光催化产H_2O_2性能（英文）

作者：韩高伟; 徐飞燕; 程蓓; 李佑稷; 余家国; 张留洋^*

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2022, 38(07): 83-92.

• S型异质结
• 聚多巴胺
• ZnO反蛋白石结构
• 光催化产H_2O_2

利用太阳能驱动生产高能量密度的H_2O_2太阳能燃料引起了广泛关注，但目前光催化剂缓慢的动力学限制了其实际应用。本文制备一种聚多巴胺(PDA)改性的反蛋白石结构ZnO(ZnO@PDA)光催化剂，用于可持续性的光催化产H_2O_2。由于电子的转移，因此当PDA与ZnO接触后，会在界面处形成一个从PDA指向ZnO的内建电场。在内建电场和能带弯曲的驱动下，ZnO导带中的光生电子与PDA最高占据分子轨道(HOMO)中的空穴复合，符合梯型异质结的电荷转移和分离途径。这种独特的梯型异质结确保了有效的电子或空穴的分离并且留存下具有强氧化还原能力的光生载流子。此外，与纯ZnO相比，反蛋白石结构的ZnO@PDA具有更强的光吸收能力。实验表明，归因于光吸收能力的提高，光生载流子的有效分离和强氧化还原能力，负载0.03%(原子分数) PDA的ZnO样品具有最佳的产H_2O_2性能(1011.4μmol·L~(-1)·h~(-1))，分别是纯ZnO和PDA的4.4和8.9倍。

• 单位
  材料复合新技术国家重点实验室; 武汉理工大学; 中国地质大学（武汉）