王传义/李伟Appl. Catal. B.: Pd SASs与CdS联手，高效光催化分解水不愁

太阳能驱动的全水分解产生氢气对能源可持续性具有重要意义，但由于其效率低，严重阻碍了其在实际应用中的规模化。CdS是一种重要的低功函数过渡金属硫化物，然而，由于光腐蚀的影响，其光稳定性往往会下降。

为了克服这个问题，陕西科技大学王传义、李伟等通过简单可控的光诱导还原策略，采用单原子Pd SASs来修饰CdS(CdS-Pd)，以提升CdS的稳定性。

由于协同的半导体(CdS)-金属(Pd)相互作用，实现了快速的体到表面的电子迁移，因此所得的CdS-Pd(3.83‰)纳米催化剂显示出相当高的结构稳定性和HER活性。在去离子水中(pH=10)，10 mg CdS-Pd(3.83‰)在6小时内释放约56.88 μmol H₂，HER速率约为947.93 μmol g^-1 h^-1，比CdS高约110倍。

另外，在牺牲剂存在和不存在的情况下，CdS-Pd(3.83‰)在420 nm/500 nm下的AQY分别为33.92%/27.49%和4.47%/1.81%，证明了其在宽带光照射下的高效性。

实验和密度泛函理论(DFT)计算表明，水分子首先吸附在CdS-Pd纳米催化剂的表面，然后其OH键被削弱并断裂，在Pd原子位点形成H*中间体和OH^–离子。由于S到Pd的快速电子转移，H*中间体在接受电子后很容易转化为氢，并且当进一步与光生空穴反应时，OH^–离子将转化为氧。

更重要的是，CdS-Pd(3.83‰)上的水分解能垒和HER能垒较低，适用于全水分解制氢。该研究为获得稳定的CdS基光催化剂提供了的策略。

Pd Single-Atom Decorated CdS Nanocatalyst for Highly Efficient Overall Water Splitting under Simulated Solar Light. Applied Catalysis B: Environmental, 2012. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.121000

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王传义/李伟Appl. Catal. B.: Pd SASs与CdS联手，高效光催化分解水不愁

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