近期，青島科技大學(xué)研究者成功制備出了一種新型的二硒化鉬（MoSe2）光催化劑——Z型富缺陷硫銦鋅（Sv-ZnIn2S4）/MoSe2光催化劑，其因展現(xiàn)出優(yōu)異的光催化分解水制氫性能，而有助于中國(guó)早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。
眾所周知，我國(guó)已明確要在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，所以電力、交通、建筑、工業(yè)等領(lǐng)域都需要大規(guī)模減少二氧化碳排放，以加速低碳轉(zhuǎn)型。
作為目前最理想清潔的能源之一，氫能因有環(huán)保、高效、安全和來源廣泛的特點(diǎn)，而能為電力、化工、冶煉、動(dòng)力燃料、儲(chǔ)能、建筑等傳統(tǒng)工業(yè)提供深度脫碳。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)主要的制氫工藝有：光解水制氫；電解水制氫；煤制氫；天然氣制氫；甲醇制氫；焦?fàn)t煤氣制氫；氨分解制氫等。制氫路線應(yīng)根據(jù)地區(qū)、行業(yè)和資源不一樣進(jìn)行選擇。值得一說的是，光解水制氫工藝被公認(rèn)為是最理想的制氫路線之一，這不僅僅是因?yàn)樗鼘?duì)生態(tài)環(huán)境較為友好，更是由于水資源豐富、生產(chǎn)成本低和操作簡(jiǎn)單。
光解水制氫是指利用太陽(yáng)光將水分子分解成氫氣與氧氣的過程。作為光解水制氫工藝的最重要組成結(jié)構(gòu)之一，光催化材料應(yīng)具有高穩(wěn)定性，不產(chǎn)生光腐蝕，價(jià)格便宜，能滿足分解水的熱力學(xué)要求和吸收太陽(yáng)光等特點(diǎn)。常見的光催化材料有鉭酸鹽、鈮酸鹽、鈦酸鹽和多元硫化物。
近幾年，為了進(jìn)一步提高光催化材料的制氫性能，青島科技大學(xué)研究人員通過缺陷誘導(dǎo)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)建策略，在Sv-ZnIn2S4與MoSe2之間構(gòu)建了以Mo-S鍵連接的異質(zhì)結(jié)界面，得到一種由界面化學(xué)鍵和內(nèi)建電場(chǎng)共同調(diào)制的Z型異質(zhì)結(jié)光催化劑。該催化劑在實(shí)現(xiàn)光生載流子有效分離的同時(shí)，還能保留具有高還原能力的光生電子，從而實(shí)現(xiàn)高效的光解水制氫性能。
Sv-ZnIn2S4/MoSe2光催化劑的生產(chǎn)，為制備其他新型的Z型異質(zhì)結(jié)光催化劑提供了新思路。
