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侯仰龍/周小松/方岳平Chem. Eng. J. : 低成本N摻雜C包裹Co3W3C@g-C3N4用于持續(xù)高效HER

低成本非貴金屬光催化劑對(duì)于可持續(xù)和大規(guī)模的制氫至關(guān)重要。北京大學(xué)侯仰龍、嶺南師范學(xué)院周小松和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)方岳平等人報(bào)道了一種新型助催化劑N摻雜C包覆的Co₃W₃C納米晶體(NC-Co₃W₃C)被錨定在gC₃N₄上，形成NC-Co₃W₃C@gC₃N₄復(fù)合光催化劑，用于光催化析氫反應(yīng)(HER)。

通過(guò)簡(jiǎn)單研磨的方法將NC-Co₃W₃C作為助催化劑修飾gC₃N₄制備廉價(jià)的NC-Co₃W₃C@gC₃N₄光催化劑。

首先，NC-Co₃W₃C有效地增加了gC₃N₄的光吸收。其次，NC-Co₃W₃C極快地加速電荷轉(zhuǎn)移以抑制gC₃N₄的光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合。最后，NC-Co₃W₃C極大地促進(jìn)了質(zhì)子的還原，從而在gC₃N₄表面釋放出H₂，具有優(yōu)異的光催化HER 活性。

NC-Co₃W₃C@gC₃N₄提高了光吸收和HER動(dòng)力學(xué)。另外，高的光催化效率歸因于NC-Co₃W₃C@gC₃N₄強(qiáng)的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性和合適的H吸附自由能。

在可見光照射下，NC-Co₃W₃C@gC₃N₄光催化劑具有顯著增強(qiáng)的光催化H₂活性(1332 μmol h^-1?g^-1)，比gC₃N₄高148倍，是Pt/gC₃N₄的89.22%(貴金屬基催化劑)。

Sustainable synthesis of low-cost nitrogen-doped-carbon coated Co₃W₃C@g-C₃N₄ composite photocatalyst for efficient hydrogen evolution. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI:10.1016/j.cej.2021.131208

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