自组装纳米复合材料MXene@Au@CdS的制备及其光催化制氢活性

来源：中国科学材料

光催化制氢被认为是一种有效获得清洁可持续能源的方法。常规光催化制氢使用的助催化剂(如Pt)具有成本高和难以获得的缺点。近日，燕山大学焦体峰教授等人在Science China Materials上发表研究论文，设计并制备了三元纳米复合材料MXene@Au@CdS，可用于高效光催化制氢。

图1 MXene@Au@CdS的合成以及能带结构示意图。

MXene@Au@CdS的氢气产生率为17070.43 μmol g−1 h−1 (测试时间2 h)，是纯CdS纳米材料的1.85倍。MXene@Au@CdS优异的制氢性能归因于：(i) MXene为Au和CdS纳米颗粒提供了更多的活性吸附位点和反应中心。(ii) 金的强表面等离子体共振协同效应使得CdS的光学响应范围增大。

图2 CdS和基于MXene的复合物在可见光照射下的制氢性能。

本工作解决了光催化剂表面官能团之间的固态连接问题，并在制氢过程中实现了快速界面电荷转移和长期稳定性。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1299-4。