Solenergiomvandling av vatten till H2 genom fotokatalys anses vara ett lovande tillvägagångssätt för H2 -produktion. Dock, separeringseffektiviteten för laddningsbärare är nyckeln till att förbättra effektiviteten för fotokatalytisk väteproduktion. En färsk studie avslöjar att de dubbelskiktiga porösa nanorören med rumsligt separerade fotoredoxytor syntetiserades med en självmallstrategi och visar förbättrad fotokatalytisk aktivitet mot väteproduktion.

Pappret, med titeln "Självmallssyntes av dubbelskiktiga porösa nanorör med rumsligt separerade fotoredoxytor för effektiv fotokatalytisk väteproduktion, "publicerades i Science Bulletin av prof. Bin Zhang från Tianjin University. Författarna syntetiserade ZnS@CdS dubbelskiktiga porösa nanorör med rumsligt separerade fotoredoxytor, som realiserades genom att använda ZnO -nanoroder (NR) som mallar genom sekventiellt gränssnitt mellan anjon/katjonbytesreaktioner och malletsning. Fotoreduktionsavsättningen av Ni-nanopartiklar och fotooxidationsavsättningen av CoOx-nanopartiklar fördelades på den yttre ytan och den inre ytan av ZnS@CdS-skalet, respektive, föreslår de rumsligt separerade fotoredoxreaktionsställena i ZnS@CdS dubbelskiktade skal, uppnå mycket förbättrad fotokatalytisk aktivitet.

Med energikrisens utbrott de senaste åren, utvecklingen av ny energi är mycket viktig. Solenergiomvandling av vatten till H2 genom fotokatalys är tänkt att vara ett attraktivt tillvägagångssätt för H2 -produktion. Dock, separeringseffektiviteten för laddningsbärare är nyckeln till att förbättra effektiviteten för fotokatalytisk väteproduktion. Att ladda samkatalysatorer är en effektiv strategi för att främja laddningsseparation och skapa ytredoxreaktionsställen. Dock, i de flesta fallen, de slumpmässigt fördelade samkatalysatorerna på ytan av fotokatalysatorer resulterade i en slumpmässig flödesriktning för fotogenererade laddningsbärare med hög rekombinationssannolikhet. Den rationella utformningen av ihåligt nanostrukturerade fotokatalysatorer, med rumsligt separerade fotoreduktions- och fotooxidationsreaktionsställen på olika ytor (inre eller yttre ytor), respektive, är en lovande strategi. Ändå, dessa fotokatalysatorer är alltid begränsade till ihåliga sfärer med sluten struktur som ökade massdiffusionsresistansen, och de höga kostnaderna för Pt-nanopartiklar som används som elektronsamlare begränsar deras praktiska tillämpning.

Häri, Zhang-gruppen rapporterade en självmallsstrategi för rationellt utformad syntes av dubbla lager ZnS@CdS porösa nanorör (PNT) med en öppen struktur. Tillverkningen av en tunn heterostruktur ger fotokatalysatorerna rumsligt separerade ytor för reduktion och oxidation. Den mesoporösa väggen och makroporösa håligheten i de omvandlade produkterna tillåter synligt ljusgenomträngning och flera reflektioner inuti hålrummet. för effektivt utnyttjande av solbestrålning. Förekomsten av Zn -vakanser (VZn) i det inre ZnS -skiktet säger att energi kan fungera som acceptorer för hål från CdS. Och ledningsbandet (CB) för CdS är under CB för ZnS, som kan framkalla anrikning av fotogenererade elektroner i det yttre CdS -skiktet. Efter selektiv fotoavsättning av Ni och CoOx som dubbla samkatalysatorer, Ni nanopartiklar som elektronsamlare och reduktionsreaktionsställen laddas på det yttre skalet, medan CoOx -nanopartiklar som hålsamlare och oxidationsreaktionsställen laddas på det inre skalet. Som ett resultat, en ny CoOx/ZnS@CdS/Ni-fotokatalysator erhölls och visade hög synligt ljusdriven fotokatalytisk väteproduktionsaktivitet på grund av den synergistiska effekten av självmall-härledda tunna mesoporösa heterojunktioner och fotoavsättning-härledda rumsligt separerade dubbla ko-katalysatorer , som avsevärt kan ge drivkraft för den ordnade överföringen av fotogenererade elektroner och hål mot motsatt riktning och främja ytkatalytisk reaktion.