大连化物所等关于提高宽光谱捕光催化剂全分化水制氢的量子功率研

近来，大连化物所太阳能研讨部（DNL16）李灿院士、章福祥研讨员、祁育副研讨员等人在使用宽光谱捕光催化剂构筑全分化水制氢系统研讨方面获得新进展，根据BiVO4可见光催化剂不同晶面双助催化剂的优化开发及其选择性负载，明显提高了其用于水氧化和“Z”机制全分化水制氢功能，使全分化水制氢量子功率到达12.3%（420±10nm激起）。

使用粉末光催化剂全分化水制氢是一条转化贮存太阳能至绿色氢能的抱负途径之一，遭到国际社会的高度重视。本作业中，根据前期对BiVO4光催化剂的知道根底，该团队规划开发了新式Ir复原助催化剂和FeCoOx复合物水氧化助催化剂。团队经过选择性堆积的办法，有效地促进了BiVO4的光生电荷别离和水氧化活性，进而与产氢光催化剂耦合，组装了高效的可见光催化全分化水制氢系统，其表观量子功率到达12.3%（420±10nm激起）。此外，团队结合XAFS等测验表征试验和理论模仿效果，阐析了FeCoOx水氧化助剂的微观结构及其促进电荷别离和水氧化功能的机理。上述研讨效果为构筑更高效的可见光催化全分化水制氢系统奠定了根底。

近年来，该研讨团队一向致力于宽光谱捕光新材料的研制，获得了系列代表性效果：拓宽了全分化水系统中产氢、产氧端催化剂对可见光的使用规模，产氢端从510nm拓宽至650nm、产氧端从450nm拓宽至600nm（Joule，2018；Adv. Mater.，2021）；粉末系统Z机制可见光催化全分化水制氢的表观量子功率先后到达6.8%（Angew. Chem. Int. Ed.，2015）、10.3%（Joule，2018）、12.3%（Nat. Commu.，2022）；开展了含氮半导体构筑异质结促进电荷别离的“一锅氮化”新办法（Angew. Chem. Int. Ed.，2015；Chem. Sci.，2017；Adv. Mater.，2019等）；开展了氨辅佐高温负载CoOx助催化剂改进界面电荷传输和水氧化功能的新办法（J. Am. Chem. Soc.，2012；Angew. Chem. Int. Ed.，2015等）；发现了BiVO4不同晶面间光照条件下存在空间电荷别离效应，以及获得其不同晶面间双助催化剂选择性堆积大幅提高功能等新知道（Nat. Commun.，2013；Energy Environ. Sci.，2014；Joule，2018等）。

相关研讨以“Unraveling of Cocatalysts Photodeposited Selectively on Facets of BiVO4 to Boost Solar Water Splitting”为题，于近来宣布在《天然通讯》（Nature Communications）上。该作业的一起榜首作者是我所DNL16T2祁育、张江威博士、中科大孔源副教授。以上作业得到了国家天然科学基金，科技部要点研制专项等项目的支撑。