光催化新概念与策略：各向异性异质结与体相光催化

【作者】 李越湘；

【机构】 南昌大学化学学院；

【摘要】 基于ZnIn₂S₄在水平向的导电性显著地大于垂直向,提出了层状半导体光催化剂的各向异性异质结的概念[[H（垂直向）型和J(水平向型]^[1]。通过水热转化前驱体的方法,使In（OH）₃定向生长在ZnIn₂S₄片边缘形成了高效的J型ZnIn₂S₄/In（OH）₃异质结光催化剂,该异质结在420 nm的制氢表观量子效率达到38.3%。通过草酸辅助的水热法,构建了具有空心结构的J型Zn_m In₂S_m+3/In₂S₃异质结光催化剂,扩展了可见光吸收范围与产氢效率、降低了反应物种扩散,所以复合光催化剂活性显著增加,产氢速率高达330μmol h^-1[2]。通常认为,多相光催化反应只发生在固体催化剂表面,即表面光催化（Surface photocatalysis, SPs）。要实现SPs,光激发的电子和空穴必须从体相扩散到表面。由于扩散路径较长,电子和空穴的体相复合变得严重。因此,SPs通常显示出较低的效率。如果采用一种固体光催化剂,能使反应物（电子受体或给体）扩散到催化剂体相,原位清除光激发电子或空穴,则电子和空穴的体积复合将大大减少,从而实现高效的体相光催化（Volume photocatalysis, VPs）。在此,我们提出了固体光催化VPs新概念和策略,并以低聚合氮化碳（PCN）为体相光催化剂（Volume photocatalyst, VPt）,生物质甲酸为反应物,构建了一个高效的VPs反应体系^[3]。更多还原