直接Z-Scheme黑磷/红磷异相结光催化分解水

【作者】 刘福来； 石睿； 王专； 翁羽翔； 陈勇；

【机构】 中国科学院理化技术研究所； 中国科学院大学； 中国科学院物理研究所；

【摘要】 黑磷因其独特的光化学性质近几年来被广泛用于光催化太阳能转换领域,但是黑磷制备条件苛刻,并且光生载流子复合快等问题限制了其在光催化领域的发展。为解决以上问题,本文开发了以红磷为原料,一步法原位制备了黑磷/红磷异相结光催化剂的湿化学法。研究发现,利用乙二胺、己二胺等作为反应溶剂,可以在温和的条件下控制红磷到黑磷的部分转变。该方法巧妙的构建了黑磷/红磷异相结,实现了不同半导体之间完美的界面接触,促进了光生载流子的分离,最终实现不加任何牺牲试剂条件下的光催化分解水产氢。同时利用时间分辨的瞬态吸收光谱研究探究了光生载流子的动力学行为,揭示了光激发过程中电子从红磷到黑磷转移的Z-scheme机制。更多还原