由金属有机框架/g-C3N4原位衍生、碳/g-C3N4杂化材料包覆的Ni2P/Ni用于高效光催化产氢

摘要： 将多个助催化剂紧密耦合到半导体中以实现高效电荷分离，是提升光催化产氢性能的有效途径。本研究以镍基金属有机框架/g-C3N4（Ni-MOF/g-C3N4）为前驱体，通过原位热解与磷化反应制备了碳/g-C3N4包覆的Ni2P/Ni纳米颗粒复合光催化剂，在可见光照射下实现高效产氢。优化后的Ni2P/Ni@C/g-C3N4-550在1.0 mmol L-1曙红Y（EY）敏化条件下，产氢速率达18.04 mmol g-1 h-1（未敏化时仅为0.21 mmol g-1 h-1），较原始g-C3N4（1.33 mmol g-1 h-1）提升13倍，420 nm处的表观量子效率为58.1%。该增强效应源于：激发态EY与g-C3N4产生的光生电荷通过碳电子传输桥梁快速迁移至Ni2P/Ni实现高效分离、各组分间紧密接触、g-C3N4/Ni/Ni2P之间的交错能带排列，以及Ni2P/Ni纳米颗粒对质子还原反应的促进作用。本研究为构建MOFs衍生助催化剂实现高效光催化产氢提供了新思路。