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大连化物所太阳能光催化制氢取得新进展

  大连化物所太阳能光催化制氢新进展

  中国科学院大连化学物理研究所李可研究院研究团队利用双助催化剂研制出Pt-PdS / CdS三元光催化剂。用可见光照射,用Na2S作为牺牲剂,氢的量子产率达到93%,光催化产氢的量子效率最高。这项工作发表在最近的催化杂志(J.Catal。,DOI:10.1016 / j.jcat.2009.06.024)中作为优先通讯。美国“电子报”立即报道了一整页的故事。其中,日本东京大学光催化研究专家K. Domen教授也高度评价了这项工作,为人工设计高效光催化剂提供了方法。这是Can Lee研究小组首次成功实现异质结(Angew.Chem.Int.Ed。,120:1766-1769 2008)和异质结和光催化氢生产(J.Am.Chem.Soc。,130 :7176-7177 2008)经过太阳能光催化氢的研究工作又有所进展。太阳能光催化制氢作为解决能源危机和环境问题的重要途径,受到世界各国的高度重视。提高可见光区域的量子效率是这一领域的研究目标之一,也是最大的挑战之一。在光催化过程(电子还原和空穴氧化)的两个半反应中,氧化半反应被认为是光催化过程的主要瓶颈。李灿团队设计并组装光催化剂,通过光催化剂(CdS)表面负载总还原(Pt)和氧化(PdS)双组分助催化剂,有效地解决了电子与空穴的分离与传输问题,采用牺牲试剂在可见光照射下产氢量子效率达93%,接近自然界光合作用原始过程的量子效率。这项工作研制出了一种高效光催化重整制氢的硫化氢溶液制氢技术,作为催化剂助催化剂的氧化,有效防止了光触媒的光腐蚀现象,使三效催化剂显示出高稳定性,显示出重要的工业应用。本工作提出了一种人工模拟光合作用设计高效光催化剂的思路,即通过分别装配适当的氧化还原助催化剂,空间避免光生电荷复合,可以大大提高光生电荷的分离和传输效率,从而显着提高量子效率。这对于太阳能高效光催化剂和光催化制氢以及二氧化碳减排工艺的发展具有重要的指导意义。点击

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