記者24日從寧夏科技廳獲悉，寧夏大學(xué)省部共建煤炭高效利用與綠色化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員馬保軍團(tuán)隊(duì)在光催化制氫機(jī)理研究方面取得新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)并提出了不同組裝方法的復(fù)合催化劑的電子轉(zhuǎn)移路徑。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國(guó)際催化領(lǐng)域期刊《應(yīng)用催化B：環(huán)境》。

化石燃料的過(guò)度使用造成了能源短缺、溫室效應(yīng)及環(huán)境污染等嚴(yán)重問(wèn)題，利用太陽(yáng)能光催化劑分解水產(chǎn)氫是解決能源環(huán)境問(wèn)題的最理想方法之一。馬保軍團(tuán)隊(duì)一直致力于光催化技術(shù)研究，在前期的相關(guān)研究中，團(tuán)隊(duì)闡明了貴金屬主要用作催化質(zhì)子還原的反應(yīng)活性位點(diǎn)，而非貴金屬助催化劑由于其大的比電容主要存儲(chǔ)來(lái)自半導(dǎo)體的光激發(fā)電子。然而，光催化劑的結(jié)構(gòu)與活性之間的關(guān)系需要進(jìn)一步闡明，研究光催化劑的結(jié)構(gòu)與光激發(fā)電子的傳遞路徑之間的本質(zhì)關(guān)系具有重要意義。

馬保軍團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了(Ru/WC)/CdS和Ru/(WC/CdS)兩種復(fù)合助催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)貴金屬Ru先行擔(dān)載在非貴金屬助催化劑WC上時(shí)，兩者在光催化析氫反應(yīng)中具有協(xié)同作用。而當(dāng)貴金屬Ru直接擔(dān)載在復(fù)合催化劑WC/CdS上時(shí)，由于電子的轉(zhuǎn)移路徑改變，兩種助催化劑對(duì)于電子的作用呈現(xiàn)出競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，削弱了助催化劑的協(xié)同作用，Ru/(WC/CdS)的光催化活性反而劣于WC/CdS。該研究闡述了WC和Ru在光催化劑中的作用以及不同活性位點(diǎn)組成的復(fù)合催化劑的電子轉(zhuǎn)移路徑，為在半導(dǎo)體上組裝高效的復(fù)合助催化劑奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。