Appl. Catal. B.: 固溶体缺陷工程将NiS2转化为析氢光催化剂

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Appl. Catal. B.: 固溶体缺陷工程将NiS2转化为析氢光催化剂
近年来，光催化分解水是太阳能向化学能转化最重要的研究领域之一。使用合适的半导体材料进行太阳能驱动的水分解可能是获得氢气的有前景的方法之一。
福建农林大学林金国和陈孝云、台湾科技大学Kuo Dong-Hau和阿达玛科技大学Osman Ahmed Zelekew等人报道了具有不同Ni2+/(Ni2++Ni3+)摩尔比和氧缺陷的新型双金属和双硫属元素(Ni,In)(O,S)2-x氧硫化物纳米片光催化剂，用于光催化HER。
Appl. Catal. B.: 固溶体缺陷工程将NiS2转化为析氢光催化剂
(Ni,In)(O,S)2-x在掺入In后仍表现出立方黄铁矿结构，并且Ni主要处于Ni3+状态和25%的硫空位。
另外，硫空位不涉及水分解机制，但其诱导的活性氧空位具有较高的水吸附能( -0.896 eV)。随着N2H4的加入，(Ni,In)(O,S)2- x产生了用于捕集水的活性氧空位缺陷，并且Ni3+部分转化为Ni2+用于增强电荷传输和分离。
Appl. Catal. B.: 固溶体缺陷工程将NiS2转化为析氢光催化剂
更多的氧空位缺陷和更高的Ni2+/Ni比，能够增强有效的光生电荷分离、电荷转移和H2的生成，并抑制催化剂的光腐蚀。
在可见光照射下，氧空位含量为16.8%的(Ni,In)(O,S)2-x产氢速率达到496.8 µmol h-1，氧空位含量为2.12%的(Ni,In)(O,S)2-x产氢速率为7.63 µmol h-1。而NiOS和InOS的光催化析氢速率分别为3.5µmol h-1和11.4 µmol h-1。
Material design with the concept of solid solution-type defect engineering in realizing the conversion of an electrocatalyst of NiS2 into a photocatalyst for hydrogen evolution. Applied Catalysis B: Environmental, 2021.  DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120542

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