具有不同AuCu原子排列方式的AuCu/CaIn2S4復合光催化劑在可見光和不同波長入射光下的光催化制氫性能

 

　　近日，中國科學院合肥物質科學研究院應用技術研究所先進材料中心研究團隊，在金屬/半導體復合光催化制氫材料研究方面取得了新進展，相關研究成果以Photocatalytic hydrogen production over plasmonic AuCu/CaIn2S4 composites with different AuCu atomic arrangements為題，發表在Applied Catalysis B-Environmental上。

 

　　光催化可實現太陽能到化學能的轉化（如光催化分解水制氫），是獲取新能源的理想途徑之一，開發寬光譜響應、高載流子分離效率的光催化材料，是實現太陽能高效光化學轉化的前提和基礎。研究人員制備了具有不同AuCu原子排列方式（合金結構和核殼結構）的AuCu/CaIn2S4復合光催化材料，發現AuCu雙金屬納米顆粒的負載可以有效抑制光生載流子的復合，AuCu的表面等離共振效應還可以拓寬光催化材料對太陽光的利用范圍（最長光催化制氫響應波長可達到600nm）。其中，AuCu合金結構在載流子分離效率、光譜響應范圍等方面要優于AuCu核殼結構，表現出更好的光催化制氫性能，最高產氫速率達到452.8μmol/h（或45.28mmol/hg）。該研究對基于金屬/半導體結構的表面等離光催化材料的合理設計具有參考意義。

 

　　研究工作得到了國家自然科學基金、安徽省自然科學基金、合肥研究院院長基金等的資助。