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張以河/黃洪偉Small：純水和空氣中硫化物固溶體納米支鏈的壓電催化和光催化過氧化氫演化

時(shí)間：2022-05-01 來源： 瀏覽：

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過氧化氫（H 2 O 2 ）作為一種有用的化學(xué)物質(zhì)具有廣泛的應(yīng)用，開發(fā)用于生產(chǎn)H 2 O 2 的高效半導(dǎo)體材料被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的有前景的策略。
基于此， 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）張以河教授和黃洪偉教授（共同通訊作者）等人 報(bào)道他們制備了Cd x Zn 1-x S（x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1）納米支鏈，研究了壓電催化和光催化H 2 O 2 的析出性能。
在文中，作者通過水熱策略合成了一系列Cd x Zn 1-x S（x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1）固溶體。在超聲條件下，合成固溶體的H 2 O 2 產(chǎn)率均高于原始ZnS和CdS，在沒有任何犧牲劑的情況下，所制備的Cd 0.5 Zn 0.5 S納米支鏈表現(xiàn)出在純水和空氣中的最高壓電催化H 2 O 2 釋放速率為21.9 μmol g -1 h -1 。同時(shí)，其在光照下表現(xiàn)出更好的H 2 O 2 析出活性，速率為151.6 μmol g -1 h -1 。
通過壓電/光電化學(xué)測(cè)試、壓電響應(yīng)力顯微鏡（PFM）、原位掃描Kelvin探針力顯微鏡（SKPFM）、COMSOL計(jì)算模擬表明，納米分支結(jié)構(gòu)更有利于機(jī)械能轉(zhuǎn)換，有利于Cd 0.5 Zn 0.5 S的H 2 O 2 演化，并產(chǎn)生更高濃度的電荷載流子在光催化方面。
此外，活性自由基捕獲和原位電子自旋共振（ESR）實(shí)驗(yàn)表明，這兩種H 2 O 2 生成途徑均源自通過連續(xù)兩步單電子反應(yīng)進(jìn)行的氧還原。該工作為促進(jìn)從納米結(jié)構(gòu)和固溶體設(shè)計(jì)的H 2 O 2 生產(chǎn)打開了大門。
Piezocatalytic and Photocatalytic Hydrogen Peroxide Evolution of Sulfide Solid Solution Nano-Branches from Pure Water and Air. Small, 2022 , DOI: 10.1002/smll.202200914.

https://doi.org/10.1002/smll.202200914.

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