三元异质结光催化剂

产氢 15.67 mmol g⁻¹ h⁻¹

内部电场增强电荷分离，提升光催化产氢与CO₂还原性能。

Li, Qi · Yang, Shengchao · Huang, Yufan · Yuwei, Liang · Chunling, Hu · 王敏 · 刘志勇 · Tai, Yanlong · 刘纪昌 · 李永生

Journal of Materials Science and Technology 2025

具体参数

产氢效率

{'zh': '15.67', 'en': '15.67'} mmol g⁻¹ h⁻¹

稳定性

{'zh': '82.9', 'en': '82.9'} %

CO产率

{'zh': '23.5', 'en': '23.5'} μmol g⁻¹ h⁻¹

CH₄产率

{'zh': '3.47', 'en': '3.47'} μmol g⁻¹ h⁻¹

技术优势

电荷分离更高效

I型和Z型异质结界面处的内建电场促进了光生载流子的有效分离，从而提升光催化活性。

产氢性能优异

最佳样品ZC 8的产氢效率高达15.67 mmol g⁻¹ h⁻¹，远超多数现有光催化剂。

稳定性良好

在24小时循环测试中，产氢活性保持82.9%，表明催化剂具有良好的耐久性。

CO₂还原产物可控

在CO₂还原反应中，主要产物CO的产率为23.5 μmol g⁻¹ h⁻¹，同时生成少量CH₄（3.47 μmol g⁻¹ h⁻¹），表明对CO具有较高选择性。

应用场景

• 光催化产氢：直接用于光催化分解水制氢，替代贵金属催化剂，降低产氢成本。
• 光催化CO₂还原：将CO₂还原为CO和CH₄燃料，助力碳中和，减少温室气体。
• 光催化能量转换：将太阳能转化为化学能，实现清洁能源的高效存储与利用。