ZCS/PO/Ni₃Pi₂光催化剂

析氢产氢双高产

引入磷酸盐保护层和双功能助催化剂，同时抑制光腐蚀并促进析氢与产过氧化氢。

宋金刚 · 苏海燕 · Guoyu, Zhong · Yang, Liu · Xi, Huang · Jun, Zhou · Rongrong, Miao · Li, Chao · Liao, Wenbo · 傅小波 · Shimin, Kang · Zi-Yian, Lim · 刘和元 · 李希友 · You, Ao · 彭峰

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2023

参数信息

产氢速率

1.464 mmol h⁻¹ g⁻¹

产H₂O₂速率

1.375 mmol h⁻¹ g⁻¹

产氢速率（部分水分解）

9.26 mmol h⁻¹ g⁻¹

产氢速率（部分水分解）

9.53 mmol h⁻¹ g⁻¹

平均产氢速率（三阶段）

0.28 mmol h⁻¹

技术优势

抗光腐蚀

PO保护层包覆在ZCS表面，阻止硫化物在光照下的氧化溶解，使催化剂在20小时连续反应中保持活性。

双功能助催化

Ni₃Pi₂在反应中原位分解为Ni₂P和NiPi，分别促进H₂和H₂O₂的生成，实现双产物同步提高。

制备方法便宜

采用两步光合成法，无需复杂设备或昂贵前驱体，即可在催化剂表面原位构建保护层和助催化剂。

应用场景

• 光催化析氢：在无偏压、仅可见光条件下持续产氢，代替依赖紫外光或易腐蚀的硫化物光催化剂。
• 光催化产过氧化氢：同时产出H₂和H₂O₂两种高附加值产物，避免额外使用牺牲剂或电解过程。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用分解水，将太阳能以化学键形式储存于H₂和H₂O₂中。
• 太阳能燃料转化：提供直接太阳能到燃料的转换路径，产物可直接用作清洁燃料或绿色氧化剂。