具有不同AuCu原子排列方式的AuCu/CaIn2S4復(fù)合光催化劑在可見光和不同波長入射光下的光催化制氫性能

 

　　近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院應(yīng)用技術(shù)研究所先進(jìn)材料中心研究團(tuán)隊(duì)，在金屬/半導(dǎo)體復(fù)合光催化制氫材料研究方面取得了新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以Photocatalytic hydrogen production over plasmonic AuCu/CaIn2S4 composites with different AuCu atomic arrangements為題，發(fā)表在Applied Catalysis B-Environmental上。

 

　　光催化可實(shí)現(xiàn)太陽能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化（如光催化分解水制氫），是獲取新能源的理想途徑之一，開發(fā)寬光譜響應(yīng)、高載流子分離效率的光催化材料，是實(shí)現(xiàn)太陽能高效光化學(xué)轉(zhuǎn)化的前提和基礎(chǔ)。研究人員制備了具有不同AuCu原子排列方式（合金結(jié)構(gòu)和核殼結(jié)構(gòu)）的AuCu/CaIn2S4復(fù)合光催化材料，發(fā)現(xiàn)AuCu雙金屬納米顆粒的負(fù)載可以有效抑制光生載流子的復(fù)合，AuCu的表面等離共振效應(yīng)還可以拓寬光催化材料對太陽光的利用范圍（最長光催化制氫響應(yīng)波長可達(dá)到600nm）。其中，AuCu合金結(jié)構(gòu)在載流子分離效率、光譜響應(yīng)范圍等方面要優(yōu)于AuCu核殼結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出更好的光催化制氫性能，最高產(chǎn)氫速率達(dá)到452.8μmol/h（或45.28mmol/hg）。該研究對基于金屬/半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面等離光催化材料的合理設(shè)計(jì)具有參考意義。

 

　　研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金、合肥研究院院長基金等的資助。