CdS@MoS2异质结催化剂可见光光催化产氢和选择性氧化苯甲醇的耦合反应

作     者：李培贤 赵慧 闫旭燕 杨雪 李静君 高水英 曹荣 Peixian Li;Hui Zhao;Xuyan Yan;Xue Yang;Jingjun Li;Shuiying Gao;Rong Cao

作者机构：State Key Laboratory of Structural ChemistryFujian Institute of Research on the Structure of MatterChinese Academy of SciencesFuzhou 350002China College of Chemistry and Materials ScienceFujian Normal UniversityFuzhou 350007China University of the Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Fujian CollegeUniversity of Chinese Academy of SciencesFuzhou 350002China 

基　　金：supported by the National Key Research and Development Program of China(2017YFA0700102) the National Natural Science Foundation of China(21520102001,21871263 and 21671188) the Key Research Program of Frontier Sciences,CAS(QYZDJ-SSW-SLH045) the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences(XDB20000000) 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2020年第63卷第11期

页      码：2239-2250页

摘      要：光催化产氢,并同时选择性氧化有机底物、生产高附加值精细化学品,引起了科学家的广泛关注.在本文中,我们报道了一种无贵金属的Cd S@Mo S2异质结光催化剂,在可见光下可以高效地产氢并同时将苯甲醇选择性氧化为苯甲醛.在0.3 mmol苯甲醇底物的条件下,Cd S@Mo S2能够产生4233μmol g^-1h^-1的氢气,比纯的Cd S纳米棒高约53倍,并且苯甲醇选择性氧化为苯甲醛具有很高的选择性;当苯甲醇增加到1.0 m m o l时,产生氢气的量高达9033μmol g^-1h^-1.通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜图像表征,发现p型Mo S2具有花状结构并紧密粘附在n型Cd S半导体纳米棒上,从而形成p-n异质结.作为潜在的Z型光催化剂,Cd S@Mo S2异质结催化剂在可见光下有效地产生和分离电子-空穴对,其中电子用于还原以产生氢气,而空穴则将苯甲醇氧化为苯甲醛.此外,我们提出了光生电荷转移和分离的机理,并通过荧光光谱、电化学阻抗谱、光电流和莫特-肖特基测量进行了验证.结果表明,Cd S@Mo S2异质结具有快速的电荷分离和转移效率,极大地提高了苯甲醇的脱氢性能.这项工作为高性能Z型光催化剂的合理设计,以及利用空穴和电子同时获得两种有价值的化学物质提供了思路.

主 题 词：苯甲醇 选择性氧化 耦合反应 透射电子显微镜 扫描电子显微镜 电化学阻抗谱 化学物质 电荷分离 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s40843-020-1448-2

馆 藏 号：203986850...