AEM：含碳层桥的缺硫ZnIn2S4/缺氧WO3杂化材料作为一种新型的光热/光催化集成系统用于Z-Scheme整体水分解

Nanoyu

2021-10-28

尽管光催化整体水分解是一种潜在的将太阳能转化为化学燃料的技术，然而，目前广泛报道的太阳能-氢效率约为1%，这表明光催化性能并不令人满意。

近日，西北工业大学李炫华教授报道了设计了一种新型光催化剂材料，构建了完整的反应体系，形成了一体化的光热-光催化Z-Scheme整体水分解反应体系。

文章要点

1）在材料设计方面，研究人员开发了一种新型缺硫ZnIn₂S₄/缺氧WO₃（ZIS-WO）与表面碳化木材（C-wood）的杂化材料。具有硫和氧空位的ZIS-WO杂化材料促进了可见光的吸收和载流子的分离。而导电的C-wood则被用作额外的电子桥，以加速电子转移。

2）在体系结构上，C-wood利用光热效应，将液水转化为水蒸气，将固/液/气三相体系转变为固/气两相体系，极大地抑制了载体复合，降低了光催化反应势垒。

3）实验结果显示，该系统在空气质量（AM）1.5时的产氢速率约为169.2 µmol h^-1，产氧率约为82.5 µmol h^-1，相应的太阳能氢转换效率高达1.52%。

这种从光催化剂设计到反应体系结构的研究，为多功能高效光催化整体水分解开辟了新的思路。

参考文献

Yijin Wang, et al, Sulfur-Deficient ZnIn₂S₄/Oxygen-Deficient WO₃ Hybrids with Carbon Layer Bridges as a Novel Photothermal/Photocatalytic Integrated System for Z-Scheme Overall Water Splitting, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202102452

https://doi.org/10.1002/aenm.202102452