宁夏大学马保军课题组：新型梯度涂层结构的无定形非贵金属助催化剂NiZnSx-CS提高光催化产氢性能

主要观点总结

本文报道了一种具有无定形和梯度涂层结构的双金属硫化物助催化剂NiZnS_x -CS，其能有效提高CdS的光催化产氢活性。该助催化剂表现出优异的化学性能，如较大的比表面积、电容和出色的亲水性。文章对其结构、性质、光催化性能和机理进行了详细的研究和讨论。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

利用太阳能通过分解水光催化制氢为解决能源危机和环境问题提供了一种可持续的解决方案。半导体主催化剂的产氢性能有限，制约了该技术的发展。引入助催化剂可以有效增强光催化制氢性能。

关键观点2: 助催化剂的特点

NiZnS_x -CS是一种具有非晶态和梯度涂层结构的双金属硫化物助催化剂，具有较大的比表面积、电容和出色的亲水性。这些特性使得它能够有效存储和转移载流子，提供更多的反应活性位点，并与反应物密切接触。

关键观点3: 光催化性能

NiZnS_x -CS/CdS的光催化产氢活性高达38.0 mmol/g/h，分别比CdS、1.0%Pt/CdS和NiZnS_x /CdS高出161.0倍、40.0倍和11.0倍。其优异的产氢性能归因于其非晶态和梯度涂层结构，以及较大的比表面积、电容和亲水性。

关键观点4: 机理分析

在光催化过程中，乳酸消耗空穴产生CO_2，光生电子还原H_2O产生H_2。NiZnS_x -CS中的Ni和Zn与4S配位，有助于光生电子的存储和转移。此外，其较低产氢过电位和较高的光电流密度也有利于质子还原。

关键观点5: 总结与展望

本研究报道了一种具有非晶梯度涂层结构的优异产氢助催化剂NiZnS_x -CS，其表现出卓越的光催化产氢性能。该工作为制备高效光催化产氢助催化剂提供了新的策略。

文章预览

第一作者：宋凌霄 通讯作者：马保军，冯栋 通讯单位：宁夏大学 论文DOI： 10.1016/j.apcatb.2024.124458     全文速览 在这里，我们开发了一种具有无定形和梯度涂层结构的双金属硫化物助催化剂NiZnS x -CS，以实现高效的光催化产氢活性。担载NiZnS x -CS的CdS产氢速率达到了38.0 mmol/g/h，分别是担载块状NiZnS x 、1.0%Pt的CdS和裸CdS的、11.0、40.0和161.0倍。该非晶梯度涂层结构的助催化剂具有较大的电容，有利于半导体光激发电子的高效存储、转移和分离，和产氢过电势的降低。该助催化剂还具有较大的比表面积和优异的亲水性，这导致了丰富的反应活性位点及与反应物的接触密切。此外，利用X射线吸收光谱 (XAS) 对NiZnS x -CS的配位结构和化学环境进行了分析。采用原位傅里叶变换红外光谱 (in situ FT-IR)测定辐照后NiZnS x -CS表面的中间体以及乳酸和水的作用。本工作提 ………………………………