太陽能轉(zhuǎn)換的研究熱點之一就是開發(fā)用于可見光驅(qū)動產(chǎn)H₂的光催化劑。中南民族大學(xué)李覃團(tuán)隊通過簡單地原位自組裝策略成功構(gòu)建了三元CdS@Au/MXene復(fù)合材料，其中具有特征Ti 空位的超薄Ti_3-xC₂T_y納米片用來支撐核-殼結(jié)構(gòu)的CdS@Au納米結(jié)。在CdS@Au/MXene界面處形成的“雙肖特基勢壘”能夠增強(qiáng)光照下H₂的產(chǎn)率。

作者利用Ti_3-xC₂T_y納米片中具有還原性的Ti空位直接還原并沉積高度分散的Au納米粒子，然后在超薄Ti_3-xC₂T_y MXene平臺上原位構(gòu)建CdS@Au納米結(jié)。Ti_3-xC₂T_y、Au和CdS之間形成緊密接觸，有利于光生電荷的轉(zhuǎn)移和光催化反應(yīng)的進(jìn)行。

由于CdS@Au/MXene界面處形成的“雙肖特基勢壘”，超薄Ti_3-xC₂T_y MXene顯著降低了助催化劑Au的負(fù)載量。在1.0 wt% MXene的存在下，僅0.1 wt %的Au就使得光催化劑實現(xiàn)5371 μmol·g ^–1·h^–1的高光催化H₂產(chǎn)率，比純的CdS高出26.6倍。

這項工作不僅突出了MXene 在減少用于光催化的貴金屬助催化劑用量方面的重要作用，而且還為制造更多基于MXene 的太陽能轉(zhuǎn)換及其他復(fù)合材料開辟了道路。

Embedding CdS@Au into ultrathin Ti_3-xC₂T_y to build dual schottky barriers for photocatalytic H₂ production. ACS Catalysis, 2021.?DOI: 10.1021/acscatal.1c02018

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02018