复旦大学戴维林传授ACB：CdSe@Ti3C2 MXene复合质料实现高效光解水产氢
【文章信息】
CdSe纳米棒@Ti3C2 MXene纳米片复合催化质料的修建及实现高效光解水产氢
第一做者：顾华军 （复旦大学,博士生）
通信做者：戴维林* （复旦大学）
单元：a复旦大学，b岛津中国 (上海)
【研究布景】
在能源欠缺和情况污染日益严峻的形势下，太阳能因其取之不尽、用之不竭和可再生的特点，可做为一种有前途的化石燃料替代品。光催化产氢是将太阳能转化为化学能的重要路子之一，其关键手艺在于开发高效率、高不变性、低成本的光催化剂。
基于此，本研究工做设想了一种CdSe纳米棒@Ti3C2 MXene纳米片复合光催化剂，为进一步开发高效不变的光催化系统供给了研究思绪。
【文章简介】
近日，复旦大学戴维林传授在国际出名期刊Applied Catalysis B: Environmental上颁发题为“Robust construction of CdSe nanorods@Ti3C2 MXene nanosheet for suPErior photocatalytic H2 evolution”的研究论文（DOI：10.1016/j.apcatb.2023.122537）。探究了CdSe-MXene光催化复合质料在可见光下的光催化产氢性能，基于XPS、UPS、原位XPS、KPFM、DFT理论计算等表征，提出了CdSe-MXene复合质料中电荷转移和光催化产氢的机造。那项工做不只展现了丰硕的MXene质料在构建高效、低成本的光催化剂方面的潜力，并且为修建更多的MXene基复合质料用于太阳能转化开拓了新路子。
【本文要点】
要点一：CdSe-MXene复合光催化剂的合成及描摹、构造表征
本工做通过原位水热法，构建了由CdSe纳米棒和Ti3C2 MXene纳米片构成的二元异量结光催化剂。操纵TEM，XRD，SEM，XPS，FTIR等表征证明了复合光催化剂的胜利造备。
图1. CdSe-MXene合成示企图
图2. (a) CdSe, (b) MXene, (c-e) CdSe-MXene的TEM和HRTEM图像，(f) SAED图像，(g-m) HAADF-STEM图像以及响应的元素散布。
要点二：CdSe-MXene复合光催化剂中电荷转移途径
通过XPS，UPS，KPFM，原位XPS，Au堆积验证等尝试以及DFT理论计算证了然CdSe和MXene之间的外表电荷转移过程，确定电子转移的标的目的是从CdSe到MXene。
图3. Cd-MXene的Cd 3d（a）、Se 3d（b）和Ti 2p（c）的原位XPS图。
要点三：理论计算及产氢机理研究
连系理论计算阐发，在光照时，电子从CdSe的VB被激发到CB，而光生电子自觉地迁徙到Ti3C2纳米片上并将吸附的H+复原成H2。同时，CdSe VB上的光生空穴被牺牲剂所肃清。引入的MXene为电荷的转移供给了一条宽而短的途径，因为费米能级的趋平，CdSe的能带向上弯曲，有效地按捺了电子回流，从而按捺了光生电子和空穴的复合，进步了光催化产氢反响的效率。
图4. DFT计算CdSe-MXene的构造模子（a），电荷密度差（b）和沿Z标的目的的平面均匀电子密度差（c）, CdSe (d)和CdSe-MX (e)吸附H的示意性构造模子, CdSe和CdSe-MX反响的自在能图(f)。
图5. CdSe-MXene的光催化产氢机造示企图。
【文章链接】
Robust construction of CdSe nanorods@Ti3C2 MXene nanosheet for superior photocatalytic H2 evolution
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122537
【通信做者简介】
戴维林：复旦大学化学系传授，博士生导师。次要研究范畴为新型催化质料的修建及其在能源、情况、精细化学品合成及太阳能光催化等范畴的应用。曾获上海市曙光学者称号。以第一或通信做者在化学及质料范畴出名期刊ACS Catal., Chem. Eng. J., J. Mater. Chem. A., Appl. Catal. B: Environ., Green. Chem., J. Catal., ACS Sustain. Chem. Eng., Chem. Commun., J. Hazard. Mater.等颁发SCI论文260余篇，多篇论文入选全球1% ESI 高被引用论文，总引用次数8800余次，H-index 56，获中国创造专利28项。2014-2022持续入选Elsevier公布的化学范畴中国大陆高被引学者榜单。目前担任多个学术刊物的编委。
课题组网站：https://Daigroup.fudan.edu.cn
发表评论