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张以河/黄洪伟Small：纯水和空气中硫化物固溶体纳米支链的压电催化和光催化过氧化氢演化

时间：2022-05-01 来源： 浏览：

张以河/黄洪伟Small：纯水和空气中硫化物固溶体纳米支链的压电催化和光催化过氧化氢演化

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过氧化氢（H 2 O 2 ）作为一种有用的化学物质具有广泛的应用，开发用于生产H 2 O 2 的高效半导体材料被认为是实现能量转换的有前景的策略。
基于此， 中国地质大学（北京）张以河教授和黄洪伟教授（共同通讯作者）等人 报道他们制备了Cd x Zn 1-x S（x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1）纳米支链，研究了压电催化和光催化H 2 O 2 的析出性能。
在文中，作者通过水热策略合成了一系列Cd x Zn 1-x S（x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1）固溶体。在超声条件下，合成固溶体的H 2 O 2 产率均高于原始ZnS和CdS，在没有任何牺牲剂的情况下，所制备的Cd 0.5 Zn 0.5 S纳米支链表现出在纯水和空气中的最高压电催化H 2 O 2 释放速率为21.9 µmol g -1 h -1 。同时，其在光照下表现出更好的H 2 O 2 析出活性，速率为151.6 µmol g -1 h -1 。
通过压电/光电化学测试、压电响应力显微镜（PFM）、原位扫描Kelvin探针力显微镜（SKPFM）、COMSOL计算模拟表明，纳米分支结构更有利于机械能转换，有利于Cd 0.5 Zn 0.5 S的H 2 O 2 演化，并产生更高浓度的电荷载流子在光催化方面。
此外，活性自由基捕获和原位电子自旋共振（ESR）实验表明，这两种H 2 O 2 生成途径均源自通过连续两步单电子反应进行的氧还原。该工作为促进从纳米结构和固溶体设计的H 2 O 2 生产打开了大门。
Piezocatalytic and Photocatalytic Hydrogen Peroxide Evolution of Sulfide Solid Solution Nano-Branches from Pure Water and Air. Small, 2022 , DOI: 10.1002/smll.202200914.

https://doi.org/10.1002/smll.202200914.

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