理化所光催化分解純水研究取得進展

據中國科學院報道：氫(qing)氣(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)理(li)想(xiang)的(de)能(neng)源(yuan)載(zai)體(ti)
，能(neng)量(liang)密(mi)度(du)高(gao)，而(er)且(qie)氫(qing)氣(qi)燃(ran)燒(shao)不(bu)會(hui)對(dui)環(huan)境(jing)造(zao)成(cheng)汙(wu)染(ran)。利(li)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)催(cui)化(hua)分(fen)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)是(shi)解(jie)決(jue)人(ren)類(lei)能(neng)源(yuan)問(wen)題(ti)的(de)重(zhong)要(yao)途(tu)徑(jing)。CdS因其適合的能帶位置以及帶隙寬度，被廣泛用作可見光光催化分解水材料。由於快速的光生載流子複合以及光腐蝕問題，CdS在進行光催化產氫過程中需要加入電子犧牲劑
，例如甲醇
、乳酸、三乙醇胺等。這些電子犧牲劑一方麵可以消耗光生空穴

，解決CdS的光腐蝕問題
；另一方麵可以抑製光生電子和空穴的複合，增加光生電子的壽命。但加入犧牲劑的光催化產氫反應並不是完全的“太陽能–化學能轉換反應”

，氫氣的產生是以消耗電子犧牲劑的化學能為代價，因此隻能稱為“半太陽能–化學能轉換反應”。

近(jin)日(ri)，中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)理(li)化(hua)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)所(suo)光(guang)化(hua)學(xue)轉(zhuan)換(huan)與(yu)合(he)成(cheng)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)金(jin)屬(shu)有(you)機(ji)光(guang)化(hua)學(xue)研(yan)究(jiu)組(zu)在(zai)可(ke)見(jian)光(guang)催(cui)化(hua)分(fen)解(jie)純(chun)水(shui)研(yan)究(jiu)方(fang)麵(mian)取(qu)得(de)新(xin)進(jin)展(zhan)。該(gai)團(tuan)隊(dui)首(shou)先(xian)在(zai)合(he)成(cheng)路(lu)線(xian)上(shang)對(dui)傳(chuan)統(tong)的(de)水(shui)熱(re)法(fa)合(he)成(cheng)CdS進行改進，通過添加適量的還原劑水合肼對六方CdS進行輕度還原，獲得富含硫空位缺陷的CdS；之後對其進行磷間隙摻雜，製備強n型xing半ban導dao體ti

，促cu使shi費fei米mi能neng級ji位wei置zhi與yu硫liu空kong位wei能neng級ji靠kao近jin
，此ci時shi硫liu空kong位wei能neng級ji將jiang顯xian現xian出chu電dian子zi捕bu獲huo陷xian阱jing的de能neng力li，像xiang一yi座zuo蓄xu水shui池chi一yi樣yang對dui光guang生sheng電dian子zi進jin行xing臨lin時shi存cun儲chu，從cong而er延yan長chang光guang生sheng電dian子zi壽shou命ming，長chang壽shou命ming的de光guang生sheng電dian子zi具ju有you足zu夠gou的de動dong力li學xue能neng力li遷qian移yi到daoCdS表麵，進一步發生質子還原反應。相關研究結果近日發表在Advanced Materials上。

研究工作得到中科院戰略性先導科技專項（B類）、科技部國家重點基礎研究計劃、國家自然科學基金委麵上項目的支持。

論文連接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201705941/abstract;jsessionid=76126E9963DDD1A33E443C78BD3B1317.f03t01