赤泥基Z-方案光催化剂

天然矿物首次Z方案

从赤泥废弃物中构建天然Z-方案异质结，利用金属Fe实现高效电子转移，无需人工耦合两种半导体。

于雪莲 · Xu, Jian · Wang, Jiangpeng · Jinyu, Qiu · 安晓强 · Wang, Zhuan · Lv, Guocheng · 廖立兵 · 叶金花

Angewandte Chemie - International Edition 2023

技术优势

首次用天然矿物做Z-方案

通过氢还原在赤泥中原位形成金属Fe，作为固态电荷穿梭体，避免人工合成复杂异质结，直接利用废弃物。

氢处理形成金属Fe

氢气还原使赤泥中的氧化铁部分转化为金属Fe，原位构建电子传输通道，无需额外添加导电介质。

促进光生载流子分离

金属Fe介导的Z-方案路径显著减少电子-空穴复合，从而提高整体水分解效率。

应用场景

• 光合作用模拟：用废弃物构建Z-方案体系，模拟自然光合作用实现太阳能到化学能转化，无需昂贵合成步骤。
• 光催化水分解：该催化剂可直接用于光解水制氢和氧，避免半导体粉末需人工复合的步骤。
• 太阳能燃料：提供一种低成本、可持续的太阳能燃料生产路径，原料为工业废弃物。