异质结光催化剂的开发是光催化领域的研究热点,因为它们能够增强光生电子和空穴的分离和传输,从而有效提高光催化性能。结构精确的石墨烯纳米带(GNRs)具有的可见光响应的能带结构以及高的载流子迁移率决定了其具有构筑高效的异质结催化剂的潜力。我们通过简单的溶热法构建了II型CdS/GNR异质结。同时作为基底材料,GNRs可以抑制CdS纳米颗粒的聚集。此外,在异质结中引入GNRs不仅拓宽了对可见光的吸收范围,也提高了光生电子和空穴的分离和传输效率。在GNRs的含量为10 wt%的情况下,负载Pt后CdS/GNR异质结取得了最佳的光催化制氢性能,产氢速率高达22.4 mmol h-1 g-1,并具有良好的循环稳定性。本研究揭示了GNRs在半导体异质结中的重要作用,为构建基于GNRs的半导体催化剂并应用于能源转换领域建立了新途径。
Xiangfeng Luan, Haojie Dai , Qian Li, Fugui Xu*, Yiyong Mai*, A Hybrid Photocatalyst Composed of CdS Nanoparticles and Graphene Nanoribbons for Visible-Light-Driven Hydrogen Production. ACS Applied Energy Materials 2022, 5, 8621.