日本開發出新型非貴金屬光解製氫催化劑

據國外網站報道：利li用yong太tai陽yang能neng進jin行xing光guang催cui化hua裂lie解jie水shui產chan氫qing成cheng本ben相xiang對dui低di廉lian，是shi一yi種zhong有you望wang實shi現xian規gui模mo化hua製zhi氫qing的de途tu徑jing。但dan太tai陽yang能neng光guang解jie製zhi氫qing依yi賴lai於yu貴gui金jin屬shu催cui化hua劑ji，這zhe也ye在zai一yi定ding程cheng度du上shang限xian製zhi了le其qi產chan業ye化hua。開kai發fa非fei貴gui金jin屬shu催cui化hua劑ji成cheng為wei當dang前qian的de研yan究jiu熱re點dian。

近jin日ri，日ri本ben大da阪ban大da學xue研yan究jiu人ren員yuan開kai發fa了le一yi種zhong新xin型xing光guang催cui化hua劑ji，該gai催cui化hua劑ji不bu僅jin采cai用yong非fei貴gui金jin屬shu材cai料liao，而er且qie具ju備bei從cong紫zi外wai到dao近jin紅hong外wai區qu域yu的de寬kuan光guang譜pu太tai陽yang能neng吸xi收shou能neng力li
，用yong於yu光guang解jie製zhi氫qing效xiao率lv更geng高gao。該gai項xiang研yan究jiu成cheng果guo日ri前qian以yi“Metal-Free Photocatalyst for H2 Evolution in Visible to Near-Infrared Region: Black Phosphorus/Graphitic Carbon Nitride”為題發表在了《美國化學學會》期刊上。

該項研究由Tetsuro Majima教授領銜
，研究團隊製備了由黑磷（BP）和石墨相氮化碳（CN）納米片組成的二元納米複合材料（BP/CN），利用該材料實現了在近紅外光譜的低能量光譜區，仍可持續製氫。

在zai可ke見jian光guang照zhao射she下xia黑hei磷lin作zuo為wei激ji發fa態tai石shi墨mo相xiang氮dan化hua碳tan的de電dian子zi受shou體ti，使shi得de電dian子zi傳chuan遞di到dao黑hei磷lin的de導dao帶dai，之zhi後hou在zai近jin紅hong外wai光guang照zhao射she下xia連lian同tong黑hei磷lin導dao帶dai的de電dian子zi束shu縛fu於yu黑hei磷lin和he石shi墨mo相xiang氮dan化hua碳tan的deP-N配位鍵界麵
，從而生產氫氣。實驗結果表明，相比於單一組份產生的氫氣量
，在波長λ>420 nm光照
、無金屬元素的條件下
，BP/CN二元納米複合材料3小時內產氫量可達到1.93μmol。更出人意料的是
，在λ> 780 nm光照下3小時，BP/CN二元納米複合材料也能穩定地產生氫氣（0.46μmol）。光guang催cui化hua製zhi氫qing性xing能neng的de提ti升sheng歸gui因yin於yu黑hei磷lin和he石shi墨mo相xiang氮dan化hua碳tan之zhi間jian強qiang烈lie的de界jie麵mian相xiang互hu作zuo用yong以yi及ji有you效xiao的de界jie麵mian電dian荷he轉zhuan移yi，從cong而er抑yi製zhi光guang生sheng載zai流liu子zi的de複fu合he

，進jin而er提ti高gao其qi光guang催cui化hua性xing能neng。

BP/CN作為一種在可見光和近紅外光區域具有廣泛吸收的非金屬光催化劑，在新型能量轉換係統的發展中具有較強的優勢。