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研究概述

高性能光催化需要高效的光吸收和低電荷載流子復(fù)合率。

基于此，2024年10月26日，東南大學(xué)王育喬教授/洪昆權(quán)副教授/徐順奇研究員在國(guó)際期刊Advanced Functional Materials發(fā)表題為《Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution by a Light Coupling and Charge Carrier Confinement Strategy》的研究論文。

本文第一作者是東南大學(xué)徐怡雪博士，2022年3月入職。

在此，研究人員展示了一種光耦合和電荷載流子限制策略，可以同時(shí)增強(qiáng)光吸收效率和抑制電荷載流子復(fù)合，實(shí)現(xiàn)高性能光催化。

該策略通過(guò)將催化劑整合到雙核殼結(jié)構(gòu)中（例如，CdS@SiO₂@NaYF₄: Yb/Tm），其中CdS（催化劑）、SiO₂和NaYF₄:Yb/Tm分別作為殼層、外核和內(nèi)核。

研究表明，通過(guò)CdS和SiO₂界面之間的多次反射，吸收的光可以被限制在CdS層內(nèi)，實(shí)現(xiàn)光限制。

這種限制賦予了更長(zhǎng)的光停留時(shí)間，更強(qiáng)的光再吸收和再利用效率，以及每單位時(shí)間內(nèi)更高的光生電荷載流子濃度。

此外，絕緣的SiO₂可以將光生電荷載流子限制在CdS層內(nèi)，從而縮短它們的擴(kuò)散長(zhǎng)度，降低復(fù)合率。

值得注意的是，當(dāng)用作光催化劑時(shí)，這種雙核殼結(jié)構(gòu)顯示出優(yōu)異的光催化析氫速率，高達(dá)74.67 mmol g^-1 h^-1，是原始CdS的11倍。

這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)和合成高性能光催化劑提供了一種新策略。

圖文解讀

圖1：CST、CdS、CT和CS的微觀結(jié)構(gòu)表征

圖2：CST、CdS、CT和CS的光電特性

圖3：CST、CdS、CT和CS的光催化性能

文獻(xiàn)信息

Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution by a Light Coupling and Charge Carrier Confinement Strategy,?Advanced Functional Materials,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/10/29/0f2b029bbc/

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