ACS Catalysis: CdS@Au嵌入超薄Ti3-xC2Ty来构建双肖特基势垒用于光催化产H2

太阳能转换的研究热点之一就是开发用于可见光驱动产H₂的光催化剂。中南民族大学李覃团队通过简单地原位自组装策略成功构建了三元CdS@Au/MXene复合材料，其中具有特征Ti 空位的超薄Ti_3-xC₂T_y纳米片用来支撑核-壳结构的CdS@Au纳米结。在CdS@Au/MXene界面处形成的“双肖特基势垒”能够增强光照下H₂的产率。

作者利用Ti_3-xC₂T_y纳米片中具有还原性的Ti空位直接还原并沉积高度分散的Au纳米粒子，然后在超薄Ti_3-xC₂T_y MXene平台上原位构建CdS@Au纳米结。Ti_3-xC₂T_y、Au和CdS之间形成紧密接触，有利于光生电荷的转移和光催化反应的进行。

由于CdS@Au/MXene界面处形成的“双肖特基势垒”，超薄Ti_3-xC₂T_y MXene显著降低了助催化剂Au的负载量。在1.0 wt% MXene的存在下，仅0.1 wt %的Au就使得光催化剂实现5371 μmol·g ^–1·h^–1的高光催化H₂产率，比纯的CdS高出26.6倍。

这项工作不仅突出了MXene 在减少用于光催化的贵金属助催化剂用量方面的重要作用，而且还为制造更多基于MXene 的太阳能转换及其他复合材料开辟了道路。

Embedding CdS@Au into ultrathin Ti_3-xC₂T_y to build dual schottky barriers for photocatalytic H₂ production. ACS Catalysis, 2021. DOI: 10.1021/acscatal.1c02018

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02018