全固态Z-scheme异质结

产氢活性提升2.5倍

通过RGO连接的Z-scheme电荷传输，实现了电子与空穴的空间分离，显著延长载流子寿命并保持强氧化还原能力。

Zhou, Xunfu · Yuanxuan, Xian · Ziqing, Li · Chen, Yujie · 罗金 · 宁小媚 · 范旭良 · Zhong, Yongming · 周小松

Separation and Purification Technology 2025

具体参数

产氢速率

{'zh': '287.00', 'en': '287.00'} μmol h⁻¹ g⁻¹

技术优势

产氢速率翻倍

Z-scheme电荷传输延长了载流子寿命，同时保持了电子和空穴的高氧化还原能力，使全解水活性大幅提升。

全固态无污染

Red P/RGO/WO₃为全固态异质结，不含液态电解质或牺牲剂，环境友好且结构稳定。

制备方法简单

仅需将红磷、WO₃和氧化石墨烯分散、混合并加热即可制备，无需复杂设备或苛刻条件。

应用场景

• 人工光合作用：构建Z-scheme异质结模拟自然光合作用，实现可见光驱动的全分解水制氢。
• 光催化析氢：该异质结将产氢速率提高至纯红磷的2.5倍，显著提升了析氢半反应的效率。
• 光催化分解水：直接实现纯水全分解，无需牺牲剂，且活性达到287 μmol h⁻¹ g⁻¹。
• 异质结光催化剂：RGO连接的Z-scheme异质结解决了红磷电荷复合快的问题，是一种高效异质结策略。
• 太阳能制氢：利用可见光全解水制氢，将太阳能直接转换为氢能，产率达287 μmol h⁻¹ g⁻¹。