文章标题：【氢能】CuxZny双金属负载TiO2纳米棒 强化光催化制氢性能研究

文章作者：贾海平1　刘衡2　李磊2　程诚2　师进文2　敬登伟2　刘杰3
关 键 字：太阳能;制氢;光热催化;双金属助催化剂
文章摘要：金属助催化剂负载对提高二氧化钛(TiO2)的光催化制氢性能起着关键作用,金属负载TiO2形成肖特基结能有效促进载流子的分离和迁移,双金属相比单一金属通常具有更优越的助催化性能,不同金属的组合提供了克服单一金属局限性的方法。制备了系列CuxZny双金属负载的TiO2(CuxZny/TiO2)催化剂材料,并进行光催化制氢研究。锌(Zn)可以延长光激发电子的寿命;铜(Cu)不仅可以提高载流子迁移效率,表面等离子体共振效应还可有效捕获太阳光中的红外光,将红外光转化为热能用于促进制氢反应。此外,Cu和Zn的协同效应使CuxZny双金属的助催化效果显著优于单一金属Cu或Zn,更有效抑制了TiO2光生载流子的复合,提高了载流子的利用率,进一步提高了对太阳光的利用率。Cu3Zn3/TiO2的光催化制氢速率最高,达到了3 726 μmol·g-1·h-1,是纯TiO2光催化制氢速率的5.9倍。研究结果为设计双金属助催化剂和光热耦合催化提供了重要的研究思路。