宁夏大学科研人员在光催化产氢研究方面取得新进展

近日，宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室马保军副研究员课题组，在光催化产氢研究领域取得新进展，相关研究成果发表在Applied Catalysis B: Environmental(IF=14.229)上。“A difunctional photocatalytic H2evolution composite co-catalyst tailored by integration with earth-abundant material and ultralow amount of noble metal”（doi: 10.1016/j.apcatb.2019.117865）。

 

随着化石燃料的过度消耗以及带来的环境污染，太阳能光催化分解水制氢逐渐成为了一种研究广泛的太阳能转化新路径。目前，半导体作为光催化剂其超低活性极大地限制了工业化。因此，开发低成本、高效率的助催化剂势在必行。贵金属是公认的高效产氢助催化剂，但成本高昂，非贵金属助催化剂却能有效降低成本。然而这两种类型的助催化剂不能简单的割裂开来。通过将贵金属和非贵金属助催化剂组装在一起，有望开发一种新型、高效的复合助催化剂，可以兼顾贵金属和非贵金属助催化剂的优点和特点。  

 

 

 

基于此，马保军课题组设计制备了一种新型的光催化产氢复合助催化剂（Pt / Mo2N）。该新型复合助催化剂具有很高的助催化产氢性能，其助催化产氢性能是贵金属Pt的6.2倍。重要的是，在催化剂中Pt的含量仅有0.006%。因此，该复合助催化剂（光催化剂）成本低廉。该研究明确了复合助催化剂中Mo2N和Pt的作用，Mo2N收集和存储半导体CdS中的光生电子，并抑制了光生电子的复合；而Pt主要作为质子还原的催化活性中心。Mo2N的存储电子和Pt的电催化产氢共同作用使得（Pt / Mo2N）复合助催化剂的性能大大增强。该研究为开发新型、高效、低成本的复合产氢助催化剂提供了一条思路，并为光催化产氢工业化提供坚实的实验基础。

 

该研究得到了国家自然科学基金、“化学工程与技术”一流学科建设、宁夏重点研究计划等项目的资助与支持。