近日，我院李恒帅课题组在异质结光催化性质提升方面取得新进展，相关成果以“Effect of surface carbon layer on hydrogen evolution activity of NiFe2O4@C/Cd0.9Zn0.1S S-scheme heterojunction photocatalyst”（表面碳层对NiFe2O4@C/Cd0.9Zn0.1S S型异质结光催化剂析氢活性的影响）为题发表在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（《应用催化B：环境与能源》，中科院一区Top期刊，影响因子20.2）。该论文的第一作者为我院2022级物理学专业硕士研究生张东，通讯作者为李恒帅副教授、蒲锡鹏教授和邹建平教授（江西省持久性污染物控制与资源循环利用重点实验室），聊城大学为第一署名单位。
太阳能驱动的光催化产氢反应在能源和环境问题领域具有广阔前景。该研究采取理论预测和实验验证相结合的方式，以镍铁氧体涂覆薄碳层为起点，成功合成了NiFe2O4@Carbonx/Cd0.9Z0.1S-y（NFO@Cx/CZS-y）S型异质结光催化剂。得益于碳涂层和S型异质结的协同作用，NFO@C0.75/CZS-7表现出优异的光催化产氢性能。在4小时光催化性质评价测试中，NFO@C0.75/CZS-7的产氢速率达到446.99 mmol g-1，分别是纯CZS（127.40 mmol g-1）和NFO@C（1.64 mmol g-1）的3.51倍和272.55倍。此外，NFO@C0.75/CZS-7具备高稳定性和易于回收性。结合第一性原理计算分析，作者们提出了NFO@Cx/CZS-y S型异质结增强光催化产氢方面的潜在机制。该研究有望提升人们对光催化剂表面薄碳涂层重要性的关注，并为未来进一步提升光催化产氢性能奠定基础。
该工作获得了山东省重点研发计划、山东省自然科学基金、山东省高等学校科技计划项目、聊城市重点研发计划、聊城大学高层次人才博士科研启动基金和横向课题的支持。
论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124690
(审稿：刘才龙)