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唐軍旺院士等ACS Catal.：可見光驅(qū)動(dòng)氧化鎢基催化劑水分解制氫！

來源：時(shí)間：2023-07-25 15:31:51 瀏覽：1287次

第一作者：Madasamy Thangamuthu和Kiran Vankayala

通訊作者：Xiaolei Zhang和唐軍旺院士

通訊單位：英國(guó)思克萊德大學(xué)和倫敦大學(xué)

DOI: 10.1021/acscatal.3c01312

01

研究背景

利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的Z方案進(jìn)行化學(xué)計(jì)量水分解是一個(gè)新興的領(lǐng)域，可解決不斷增長(zhǎng)的可再生能源需求和環(huán)境問題。目前，所報(bào)道的Z-型必須包含兩個(gè)種群的光催化劑?；诖?，唐軍旺院士等人報(bào)道了僅使用鎢氧化物構(gòu)建了一個(gè)強(qiáng)大的Z-型系統(tǒng)，其用于在中性和堿性溶液中完全可見光驅(qū)動(dòng)的水分解，其中氧化鎢青銅鈉（Na0.56WO3-x）用作H2析出光催化劑，二維三氧化鎢（2D WO3）納米片用作O2析出光催化劑。

02

文章要點(diǎn)

1、該體系在光驅(qū)動(dòng)的水溶液中以2: 1的理想摩爾比高效制備H2（14 μmol h?1）和O2 （6.9 μmol h?1）。中性條件下，在420 nm處獲得了6.06%的表觀量子產(chǎn)率（AQY）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算證明，這種特殊的選擇性是由于碘化物（I?）在Na0.56WO3-x上的優(yōu)先吸附以及碘酸鹽（IO3?）在WO3上的優(yōu)先吸附。

2、該Z-型是一個(gè)安全的光化學(xué)反應(yīng)，在有效穿梭分子的存在下，通過應(yīng)用雙床顆粒懸浮系統(tǒng)，保證了H2和O2的分離演化。

03

圖文展示

圖1.新WOZ水裂解體系的反應(yīng)途徑

圖2.NaxWO3-x（NWO）的表征結(jié)果

圖3.光催化H2和O2析出半反應(yīng)

圖4.三次測(cè)量后帶誤差條的化學(xué)計(jì)量水分解

圖5.表面吸附能和選擇構(gòu)型

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