金属硒化物用于以石墨烯为电子介质的光催化Z机制全分解水体系

基于粉末半导体催化剂的太阳能光催化分解水技术因具有廉价和适宜大规模生产等优点正日益成为未来重要的制氢技术之一. 开发高效光催化分解水体系的一个重要前提是使用窄带隙半导体材料, 从而能最大化地吸收和利用太阳光谱. 近年来, 一些诸如氮(氧)化物、硫(氧)化物和硒化物等窄带隙半导体材料陆续被开发和拓展到光催化全分解水体系中.然而, 考虑到随着吸收波长的提高而导致氧化还原反应驱动力减小的挑战, 开发基于窄带隙半导体催化剂的高效全分解水体系依然是当今光催化研究领域的主题之一.金属硒化物作为一类窄带隙半导体材料, 较同类氧化物和硫化物具有更长的吸收带边. 前期我们课题组利用金层锚定的硒化锌和铜镓硒固溶体...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in催化学报 Vol. 40; no. 11; pp. 1668 - 1672
Main Authors 陈闪山, 久富隆史, 马贵军, 王征, 潘振华, 高田刚, 堂免一成
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 东京大学工学院, 东京1138656, 日本 2019
信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本%东京大学工学院, 东京1138656, 日本%信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本
Subjects
水分解
产氢
Selenide
Water splitting
Photocatalysis
光催化
Z机制
硒化物
Z-scheme
Hydrogen production
Online AccessGet full text

Cover

Abstract 基于粉末半导体催化剂的太阳能光催化分解水技术因具有廉价和适宜大规模生产等优点正日益成为未来重要的制氢技术之一. 开发高效光催化分解水体系的一个重要前提是使用窄带隙半导体材料, 从而能最大化地吸收和利用太阳光谱. 近年来, 一些诸如氮(氧)化物、硫(氧)化物和硒化物等窄带隙半导体材料陆续被开发和拓展到光催化全分解水体系中.然而, 考虑到随着吸收波长的提高而导致氧化还原反应驱动力减小的挑战, 开发基于窄带隙半导体催化剂的高效全分解水体系依然是当今光催化研究领域的主题之一.金属硒化物作为一类窄带隙半导体材料, 较同类氧化物和硫化物具有更长的吸收带边. 前期我们课题组利用金层锚定的硒化锌和铜镓硒固溶体(ZnSe:CGSe)产氢催化剂与CoOx/BiVO4产氧催化剂组合实现了首例基于硒化物的可见光驱动Z机制全分解纯水. 为了进一步探索更多基于硒化物构筑Z机制全分解水催化体系的可能, 本文通过调变Zn/(Zn+Cu)和Ga/Cu摩尔比制备了吸收带边在480?730 nm范围内可调的系列ZnSe:CGSe样品, 并以此硒化物为产氢催化剂, 结合CoOx/BiVO4产氧催化剂以及还原石墨烯(RGO)电子介质成功构筑了另一种Z机制全分解纯水催化体系. 该体系与前期报道的体系相比, 避免了真空蒸镀工艺过程, 构筑起来更为简单便捷. 研究表明, 光催化分解水效率与对应硒化物光阴极的光电性能密切相关, 而与有牺牲试剂存在下的硒化物产氢活性不呈线性关系.
AbstractList 基于粉末半导体催化剂的太阳能光催化分解水技术因具有廉价和适宜大规模生产等优点正日益成为未来重要的制氢技术之一. 开发高效光催化分解水体系的一个重要前提是使用窄带隙半导体材料, 从而能最大化地吸收和利用太阳光谱. 近年来, 一些诸如氮(氧)化物、硫(氧)化物和硒化物等窄带隙半导体材料陆续被开发和拓展到光催化全分解水体系中.然而, 考虑到随着吸收波长的提高而导致氧化还原反应驱动力减小的挑战, 开发基于窄带隙半导体催化剂的高效全分解水体系依然是当今光催化研究领域的主题之一.金属硒化物作为一类窄带隙半导体材料, 较同类氧化物和硫化物具有更长的吸收带边. 前期我们课题组利用金层锚定的硒化锌和铜镓硒固溶体(ZnSe:CGSe)产氢催化剂与CoOx/BiVO4产氧催化剂组合实现了首例基于硒化物的可见光驱动Z机制全分解纯水. 为了进一步探索更多基于硒化物构筑Z机制全分解水催化体系的可能, 本文通过调变Zn/(Zn+Cu)和Ga/Cu摩尔比制备了吸收带边在480?730 nm范围内可调的系列ZnSe:CGSe样品, 并以此硒化物为产氢催化剂, 结合CoOx/BiVO4产氧催化剂以及还原石墨烯(RGO)电子介质成功构筑了另一种Z机制全分解纯水催化体系. 该体系与前期报道的体系相比, 避免了真空蒸镀工艺过程, 构筑起来更为简单便捷. 研究表明, 光催化分解水效率与对应硒化物光阴极的光电性能密切相关, 而与有牺牲试剂存在下的硒化物产氢活性不呈线性关系.
Abstract_FL Exploration of novel narrow bandgap semiconductors for overall water splitting is vital for the realization of practical solar H2 production. In the work, solid solutions of zinc selenide and copper gallium selenide with absorption edge wavelengths ranging from 480 to 730 nm were developed. Using these metal selenides as H2-evolving photocatalysts, CoOx/BiVO4 as the O2-evolving photo-catalyst, and reduced graphene oxide as the electron mediator, all-solid-state Z-scheme overall pure water splitting systems were constructed. The rate of photocatalytic H2 evolution from aqueous solutions containing Na2S and Na2SO3 as the electron donors was evaluated while employing these selenide photocatalysts at various Zn/(Zn+Cu) and Ga/Cu molar ratios. The data demonstrate that efficient Z-scheme overall water splitting was significantly correlated to the photoelectrochemical performance of the selenide photocatalysts acting as photocathodes, rather than the photocatalytic activities of these materials during the sacrificial H2 evolution.
Author 高田刚
马贵军
堂免一成
王征
陈闪山
潘振华
久富隆史
AuthorAffiliation 信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本%东京大学工学院, 东京1138656, 日本%信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本;东京大学工学院, 东京1138656, 日本
AuthorAffiliation_xml – name: 信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本%东京大学工学院, 东京1138656, 日本%信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本;东京大学工学院, 东京1138656, 日本
Author_FL Zheng Wang
Shanshan Chen
Tsuyoshi Takata
Zhenhua Pan
Kazunari Domen
Guijun Ma
Takashi Hisatomi
Author_FL_xml – sequence: 1
  fullname: Shanshan Chen
– sequence: 2
  fullname: Takashi Hisatomi
– sequence: 3
  fullname: Guijun Ma
– sequence: 4
  fullname: Zheng Wang
– sequence: 5
  fullname: Zhenhua Pan
– sequence: 6
  fullname: Tsuyoshi Takata
– sequence: 7
  fullname: Kazunari Domen
Author_xml – sequence: 1
  fullname: 陈闪山
– sequence: 2
  fullname: 久富隆史
– sequence: 3
  fullname: 马贵军
– sequence: 4
  fullname: 王征
– sequence: 5
  fullname: 潘振华
– sequence: 6
  fullname: 高田刚
– sequence: 7
  fullname: 堂免一成
BookMark eNrjYmDJy89LZWLgNLQwN9I1MjAzZ2HgNDAyNda1tDA252DgLS7OTDIwMDIytTA2MeJkCH3ZPvHpxnnPF0562jPteefK51NWPNnV92T30ufzNz9dtOJ58_onO3Y9n7L16doJT3Z3v9iy4vmslqetnU-b1gDVRz2bs-tpx7anrSuedrS9WL742YYtT_ZOfr55Nw8Da1piTnEqL5TmZtB0cw1x9tAtT8xLS8xLj8_KLy3KA8rEJ5dmZpQmViQZGRhaGhoaGJgbk6IWABKwZmA
ContentType Journal Article
Copyright Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
Copyright_xml – notice: Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
DBID 2B.
4A8
92I
93N
PSX
TCJ
DatabaseName Wanfang Data Journals - Hong Kong
WANFANG Data Centre
Wanfang Data Journals
万方数据期刊 - 香港版
China Online Journals (COJ)
China Online Journals (COJ)
DatabaseTitleList
DeliveryMethod fulltext_linktorsrc
Discipline Chemistry
DocumentTitle_FL Metal selenides for photocatalytic Z-scheme pure water splitting mediated by reduced graphene oxide
EISSN 1872-2067
EndPage 1672
ExternalDocumentID cuihuaxb201911007
GrantInformation_xml – fundername: This work was financially supported by the Artificial Photosynthesis Project of the New Energy and Industrial Technology Development Organization; Grant-in-Aids for Scientific Research (A); Young Scientists (A) from the Japan Society for the Pro-motion of Science
  funderid: This work was financially supported by the Artificial Photosynthesis Project of the New Energy and Industrial Technology Development Organization; (16H02417); (No. 15H05494) from the Japan Society for the Pro-motion of Science
GroupedDBID --K
--M
-02
-SB
-S~
.~1
0R~
1B1
1~.
1~5
29B
2B.
2C.
4.4
457
4A8
4G.
5GY
5VS
5XA
5XC
7-5
71M
8P~
92E
92I
93N
AABNK
AACTN
AAEDT
AAEDW
AAIAV
AAIKJ
AAKOC
AALRI
AAOAW
AAQFI
AAXUO
ABMAC
ABNUV
ABXDB
ABYKQ
ACDAQ
ACGFS
ACRLP
ADBBV
ADEWK
ADEZE
ADMUD
AEBSH
AEKER
AENEX
AFKWA
AFTJW
AGHFR
AGUBO
AGYEJ
AHPOS
AIEXJ
AIKHN
AITUG
AJBFU
AJOXV
AKURH
ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS
AMFUW
AMRAJ
AXJTR
BKOJK
BLXMC
CAJEB
CAJUS
CCEZO
CDRFL
CS3
CW9
DU5
EBS
EFJIC
EFLBG
EJD
ENUVR
EO9
EP2
EP3
FDB
FEDTE
FIRID
FNPLU
FYGXN
GBLVA
HVGLF
HZ~
J1W
KOM
M41
MO0
N9A
O-L
O9-
OAUVE
OZT
P-8
P-9
PC.
PSX
Q--
Q38
RIG
ROL
SDC
SDF
SDG
SES
SPC
SPCBC
SSG
SSZ
T5K
TCJ
TGP
U1G
U5L
~G-
ID FETCH-wanfang_journals_cuihuaxb2019110073
ISSN 0253-9837
IngestDate Tue Feb 13 23:45:05 EST 2024
IsPeerReviewed true
IsScholarly true
Issue 11
Keywords 水分解
产氢
Selenide
Water splitting
Photocatalysis
光催化
Z机制
硒化物
Z-scheme
Hydrogen production
Language Chinese
LinkModel OpenURL
MergedId FETCHMERGED-wanfang_journals_cuihuaxb2019110073
ParticipantIDs wanfang_journals_cuihuaxb201911007
PublicationCentury 2000
PublicationDate 2019
PublicationDateYYYYMMDD 2019-01-01
PublicationDate_xml – year: 2019
  text: 2019
PublicationDecade 2010
PublicationTitle 催化学报
PublicationTitle_FL Chinese Journal of Catalysis
PublicationYear 2019
Publisher 东京大学工学院, 东京1138656, 日本
信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本%东京大学工学院, 东京1138656, 日本%信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本
Publisher_xml – name: 信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本%东京大学工学院, 东京1138656, 日本%信州大学能源与环境科学中心, 长野3808553, 日本
– name: 东京大学工学院, 东京1138656, 日本
SSID ssib002258342
ssib001104832
ssib050169534
ssj0039716
ssib051367559
Score 4.5464354
Snippet 基于粉末半导体催化剂的太阳能光催化分解水技术因具有廉价和适宜大规模生产等优点正日益成为未来重要的制氢技术之一. 开发高效光催化分解水体系的一个重要前提是使用窄带隙半导体材料, 从而能最大化地吸收和利用太阳光谱. 近年来,...
SourceID wanfang
SourceType Aggregation Database
StartPage 1668
Title 金属硒化物用于以石墨烯为电子介质的光催化Z机制全分解水体系
URI https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/cuihuaxb201911007
Volume 40
hasFullText 1
inHoldings 1
isFullTextHit
isPrint
link http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwnV3NaxNBFF9qL3oRP_GbIs7Bw4bs7sxk5ji7biiCnloovZTdZGO9RKgJSA8e1GqLIn5UDyKKihhBUWkVSfC_yXbrf-F7M5tkMYLVy_Ly9r3fm_deJjOzk31jWWcacVIXuMNYTyizaYNKO2YOt-uUJ9D5qIx0yfwLF_n0LD0_x-Ymdj0p_Gup3YpLteU_vlfyP1kFHuQV35L9h8wOQYEBNOQXrpBhuO4oxySUBBbz0iEhI75DZEjCClFAuMgRAZEcOUISJZGQlChBQkp8RUSoCZ8opm9Vie-hlnK1DGh5RFW1jEB5o-4zLXOOyHKuLnwSggDNtSQgU22doV0kADAYtmeehJzIQCMCCzR5Lo36miM4IirwxENhv4zoaAysemgDGur7xWn1uJm8lYojglDg5OCrhUGTEu0gAUZUHj3fGYmAMYltQpQqIqKs0i0DAxAqtwgHwUXTOgomQCAo_ZFIBaONgQJDQDjFZy2F3_I82BAdkyLjj6IYi5E_gFHRSRtytEOQN-gu4xCOgweucnOTa49ZngMVFMYBl3m2FKY2Tikx45SouDZW3i8OZKbu1aDDOoVhyeHm7KJ8iuNwc1zSb5XGa-3Li-3oWoyeYyVBrNFAyx6OHqXrxSKBeAxBYS_eZcKjw88M6_uwUdFBhkUB9d63mR95WLRMP_nM3dKvyzUbUfNSYWY3s8_amy_JppTpX_utieXFA9buYHAS4kFr9uedh-mXF9mrR-m9p9na-2y90-_e7_feZi830ted7Oan_vdutv41_fig37u7vdnJnt1KV9bSGx9Afn7reTdd_ZaudNLV29vv3mx93uz_eJxt9A5ZZ6vhTDBt581ayLv81YWxCHmHrcnmlWZyxJqSDqyEpNuoxFFEo9jF_W2exKyud-YrtaPW6b_jHduJ0HFrD9LmQeAJa7K11E5OwtS4FZ_SmfoF2DmW5Q
link.rule.ids 315,783,787,4033
linkProvider Elsevier
openUrl ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%E9%87%91%E5%B1%9E%E7%A1%92%E5%8C%96%E7%89%A9%E7%94%A8%E4%BA%8E%E4%BB%A5%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%83%AF%E4%B8%BA%E7%94%B5%E5%AD%90%E4%BB%8B%E8%B4%A8%E7%9A%84%E5%85%89%E5%82%AC%E5%8C%96Z%E6%9C%BA%E5%88%B6%E5%85%A8%E5%88%86%E8%A7%A3%E6%B0%B4%E4%BD%93%E7%B3%BB&rft.jtitle=%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%AD%A6%E6%8A%A5&rft.au=%E9%99%88%E9%97%AA%E5%B1%B1&rft.au=%E4%B9%85%E5%AF%8C%E9%9A%86%E5%8F%B2&rft.au=%E9%A9%AC%E8%B4%B5%E5%86%9B&rft.au=%E7%8E%8B%E5%BE%81&rft.date=2019&rft.pub=%E4%B8%9C%E4%BA%AC%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E5%B7%A5%E5%AD%A6%E9%99%A2%2C+%E4%B8%9C%E4%BA%AC1138656%2C+%E6%97%A5%E6%9C%AC&rft.issn=0253-9837&rft.eissn=1872-2067&rft.volume=40&rft.issue=11&rft.spage=1668&rft.epage=1672&rft.externalDocID=cuihuaxb201911007
thumbnail_s http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/image/custom?url=http%3A%2F%2Fwww.wanfangdata.com.cn%2Fimages%2FPeriodicalImages%2Fcuihuaxb%2Fcuihuaxb.jpg