Appl. Catal. B.：量子效率100！ZnS-ZnO/Rh纳米片在太阳光下高效催化纯水分解产生H2

近日，日本东京理工大学Ken-ichi Katsumata和Sovann Khan以及德国科隆大学Heechae Choi（共同通讯作者）等人报道了一种结合溶剂热法和后退火来合成高活性ZnS-ZnO纳米片的方法。

通过在空气中对ZnS/乙二胺进行热退火，在ZnS纳米片上合成ZnO。通过实验和理论计算的结合研究，作者发现在退火过程中，碳（C）元素是乙二胺分解的主要掺杂剂，乙二胺无意中掺杂到ZnS-ZnO中，并对增强的可见光光催化产生重大影响。

图1 计算的ZnS和ZnO的缺陷形成能作为费米能级的函数

此外，作者通过原位光还原沉积铑（Rh）形成了ZnS-ZnO/Rh催化剂复合物。由于通过ZnS和ZnO的Z-型异质结以及Rh助催化剂/半导体的肖特基结进行有效的电荷分离，这种多结光催化剂在太阳模拟光下从纯水中产生H₂方面表现出色。其中，ZnS-ZnO/Rh催化剂显着提高了析氢反应（HER）的产率，其量子效率更是达到了100%。这种简便的方法实现了具有大量缺陷的多结ZnS-ZnO/Rh光催化剂，对于太阳能收集应用非常有前景。

图2 紫外光下，Na₂S/Na₂SO₃光催化制氢气

C-doped ZnS-ZnO/Rh nanosheets as multijunctioned photocatalysts for effective H₂ generation from pure water under solar simulating light. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120473.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120473.

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