合理设计硫镉锌/碳量子点复合光催化材料用于高效光分解水产氢

摘要

硫镉锌(Cd_0.8Zn_0.2S)具有良好的光学吸收性质和容易制备的优点，然而单独的硫镉锌光生载流子容易复合，导致光催化性能不佳。碳量子点（CQD）作为碳家族成员的明星，被认为是一种有前景的助催化剂。将硫镉锌与碳量子点进行复合构造复合光催化剂将有望合成高性能光解水产氢光催化剂。通过一步水热法将不同质量分数的CQD与Cd_0.8Zn_0.2S材料进行复合，可以得到Cd_0.8Zn_0.2S/CQD复合光催化材料。测试光催化产氢活性表明，Cd_0.8Zn_0.2S/30%CQD的光催化产氢活性达到最高995 μmol·g^-1·h^-1,相比于Cd_0.8Zn_0.2S提升了37.4%。在循环稳定性测试中，Cd_0.8Zn_0.2S/CQD显示出较好的光催化稳定性。电化学表征表明：CQD的引入有效促进了Cd_0.8Zn_0.2S光生载流子的分离与迁移，这得益于CQD作为电子储存库可以高效捕获Cd_0.8Zn_0.2S产生的电子，阻碍电子-空穴对的复合。CQD作为助催化剂提高了Cd_0.8Zn_0.2S的光催化性能和稳定性。本研究可为构建高性能复合光催化剂提供有益的参考与借鉴。

关键词

硫镉锌 / 碳量子点 / 光催化产氢 / 可见光