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黑磷敏化TiO?介晶光催化剂用于可见光及近红外光照射下的产氢反应

DOI：10.1021/acscatal.8b05081 期刊：ACS Catalysis 出版年份：2019 更新时间：2025-11-19 16:51:07
摘要： 宽波段紫外（UV）至近红外（NIR）吸收与增强的电荷分离是高性能半导体光催化剂的两大核心要求。本研究考察了负载铂异质结的黑磷纳米片/二氧化钛介晶复合物（BP NS/Pt(3 wt%)/TMC）在可见光-NIR驱动下的光催化产氢性能。该材料能捕获UV至NIR全波段光子，同时通过增强电荷分离促进水还原反应的电子生成。在可见光（λ>420 nm，420-1800 nm）和NIR（λ>780 nm，780-1800 nm）照射下，BP NS/Pt(3 wt%)/TMC分别实现1.9和0.41 μmol h?1的产氢速率，显著优于对比样品BP NS/Pt(3 wt%)/P25（0.3和0.10 μmol h?1）。通过系统研究黑磷纳米片厚度对产氢的影响，并结合飞秒瞬态漫反射光谱（fs-TRDRS）与电化学测试，证实减小BP NS厚度可促进电子从BP NS向TMC的注入，从而提升光催化活性。
作者： Ossama Elbanna，Mingshan Zhu，Mamoru Fujitsuka，Tetsuro Majima
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究负载铂异质结构的黑磷纳米片/二氧化钛介晶在可见-近红外光驱动下的光催化产氢性能，并考察黑磷纳米片厚度对光催化产氢的影响。

研究成果

BP纳米片敏化TMC能有效利用可见光至近红外光进行光催化产氢，其性能提升源于电荷分离的改善。飞秒时间分辨漫反射光谱证实，更薄的BP纳米片能促进更好的电子转移，为设计高效光催化剂提供了见解。

研究不足

该研究聚焦于特定的复合结构与光照条件；潜在局限性包括合成的可扩展性、实际条件下的长期稳定性，以及对更宽波长范围的优化。

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