記者24日從寧夏科技廳獲悉，寧夏大學(xué)省部共建煤炭高效利用與綠色化工國家重點實驗室研究員馬保軍團隊在光催化制氫機理研究方面取得新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)并提出了不同組裝方法的復(fù)合催化劑的電子轉(zhuǎn)移路徑。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際催化領(lǐng)域期刊《應(yīng)用催化B：環(huán)境》。
化石燃料的過度使用造成了能源短缺、溫室效應(yīng)及環(huán)境污染等嚴(yán)重問題，利用太陽能光催化劑分解水產(chǎn)氫是解決能源環(huán)境問題的最理想方法之一。馬保軍團隊一直致力于光催化技術(shù)研究，在前期的相關(guān)研究中，團隊闡明了貴金屬主要用作催化質(zhì)子還原的反應(yīng)活性位點，而非貴金屬助催化劑由于其大的比電容主要存儲來自半導(dǎo)體的光激發(fā)電子。然而，光催化劑的結(jié)構(gòu)與活性之間的關(guān)系需要進(jìn)一步闡明，研究光催化劑的結(jié)構(gòu)與光激發(fā)電子的傳遞路徑之間的本質(zhì)關(guān)系具有重要意義。
馬保軍團隊設(shè)計制備了(Ru/WC)/CdS和Ru/(WC/CdS)兩種復(fù)合助催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)貴金屬Ru先行擔(dān)載在非貴金屬助催化劑WC上時，兩者在光催化析氫反應(yīng)中具有協(xié)同作用。而當(dāng)貴金屬Ru直接擔(dān)載在復(fù)合催化劑WC/CdS上時，由于電子的轉(zhuǎn)移路徑改變，兩種助催化劑對于電子的作用呈現(xiàn)出競爭關(guān)系，削弱了助催化劑的協(xié)同作用，Ru/(WC/CdS)的光催化活性反而劣于WC/CdS。該研究闡述了WC和Ru在光催化劑中的作用以及不同活性位點組成的復(fù)合催化劑的電子轉(zhuǎn)移路徑，為在半導(dǎo)體上組裝高效的復(fù)合助催化劑奠定了堅實基礎(chǔ)。
