近日,我院馬曉輝博士在國際TOP期刊Separation and Purification Technology上發表題為“Novel and noble-metal-free CdIn2S4/MoB Schottky heterojunction photocatalysts with efficient charge separation for boosting photocatalytic H2production”(Sep. Purif. Technol. 354 (2025) 129057)的重要研究成果。馬曉輝博士為該論文第一作者兼通訊作者,我院李松波教授和包頭稀土院侯少春所長為共同通訊作者,澳门新浦新京娱乐為本論文的第一完成單位。
貴金屬Pt、Au等,資源稀缺、價格昂貴等問題極大地限制了未來光催化産氫的的應用,探索低價高效的非貴金屬産氫助催化劑是十分重要和必要的。基于半導體和類金屬相結合的策略,馬曉輝博士通過水熱法制備不含貴金屬的CdIn2S4/MoB肖特基異質結光催化劑,實現了高效的光催化産氫。
研究表明,CdIn2S4/MoB異質結光催化劑有優異而穩定的活性,最佳複合物的産氫活性高達463.53μmol⋅g-1⋅h-1,相比于CdIn2S4-1%Pt活性明顯提高。在紫外光電子測試中,CdIn2S4/MoB複合材料的費米能級與CdIn2S4和MoB相比發生了一定的位移,表現為費米能級的重排和Schottky異質結的形成。形成的肖特基異質結極大地促進了電子從CdIn2S4向MoB的遷移(經XPS測試證實),從而獲得了較高的電荷分離效率(被一系列電化學和光緻發光結果證實)。最後,總結活性明顯提高不僅是由于電荷重分配誘導形成了肖特基異質結,導緻了高效的載流子分離,而且還由于MoB增加了複合材料的析氫位點,在動力學上加速了H2的釋放。
本工作首次報道了MoB用于改性硫化物光催化産氫,表明結合硫化物和類金屬硼化物材料的優點構建肖特基異質結用于高效的光催化産氫是一種非常有吸引力的改性策略,不僅将MoB作為廉價有效的非貴金屬助催化劑與CdIn2S4構建Schottky異質結以實現高效光催化制氫,而且為擴大對其他硫化物的改性提供了可行的方案。
*論文鍊接:https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129057