辽宁大连化物所等关于提高宽光谱捕光催化剂全分化水制氢的量子功

近来，中国科学院院士、中科院大连化学物理研讨所太阳能研讨部研讨员李灿，与研讨员章福祥/副研讨员祁育等，在使用宽光谱捕光催化剂构筑全分化水制氢系统研讨中获得新进展。根据BiVO4可见光催化剂不同晶面双助催化剂的优化开发及其选择性负载，明显提高其用于水氧化和“Z”机制全分化水制氢功能，使全分化水制氢量子功率到达12.3%（420±10nm激起）。

使用粉末光催化剂全分化水制氢是一条转化贮存太阳能至绿色氢能的抱负途径之一，遭到重视。本研讨中，根据前期对BiVO4光催化剂知道的根底，科研团队规划开发出新式Ir复原助催化剂和FeCoOx复合物水氧化助催化剂。研讨运用选择性堆积的办法，有效地促进BiVO4的光生电荷别离和水氧化活性，进而与产氢光催化剂耦合，组装了高效的可见光催化全分化水制氢系统，其表观量子功率到达12.3%（420±10nm激起）。此外，研讨结合XAFS等测验表征试验和理论模仿效果，阐析了FeCoOx水氧化助剂的微观结构及其促进电荷别离和水氧化功能的机理。该效果为构筑更高效的可见光催化全分化水制氢系统奠定了根底。

近年来，该团队致力于宽光谱捕光新材料的研制，获得了系列效果：拓宽了全分化水系统中产氢、产氧端催化剂对可见光的使用规模，产氢端从510nm拓宽至650nm、产氧端从450nm拓宽至600nm（Joule、Adv. Mater.）；粉末系统Z机制可见光催化全分化水制氢的表观量子功率先后到达6.8%（Angew. Chem. Int. Ed.）、10.3%（Joule）、12.3%（Nat. Commu.）；开展了含氮半导体构筑异质结促进电荷别离的“一锅氮化”新办法（Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.、Adv. Mater.等）；开展了氨辅佐高温负载CoOx助催化剂改进界面电荷传输和水氧化功能的新办法（J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等）；发现了BiVO4不同晶面间光照条件下存在空间电荷别离效应，以及获得其不同晶面间双助催化剂选择性堆积大幅提高功能等新知道（Nat. Commun.、Energy Environ. Sci.、Joule等）。

相关研讨效果以Unraveling of Cocatalysts Photodeposited Selectively on Facets of BiVO4 to Boost Solar Water Splitting为题，宣布在《天然-通讯》（Nature Communications）上。研讨工作得到国家天然科学基金、国家重点研制方案等的支撑。中国科学技术大学科研人员参加研讨。

大连化物所完成全分化水制氢量子功率到达12.3%