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Carbon Nanotube-Supported Cu3P as High-Efficiency and Low-Cost Cocatalysts for Exceptional Semiconductor-Free Photocatalytic H2 Evolution
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-12-26 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b05185 Rongchen Shen 1, 2 , Jun Xie 1, 2 , Yingna Ding 2 , Shu-yuan Liu 3 , Andrzej Adamski 4 , Xiaobo Chen 5 , Xin Li 1, 2
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-12-26 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b05185 Rongchen Shen 1, 2 , Jun Xie 1, 2 , Yingna Ding 2 , Shu-yuan Liu 3 , Andrzej Adamski 4 , Xiaobo Chen 5 , Xin Li 1, 2
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Developing an inexpensive and high-efficiency hydrogen-production cocatalyst to replace the noble metal Pt remains a big challenge in the fields of sustainable photocatalytic hydrogen evolution. Herein, we report the exploration of a high-efficiency binary noble-metal-free Cu3P-CNT H2-evolution cocatalyst by direct high-temperature phosphatizing of Cu(OH)2-CNT. Impressively, combining the advantages of noble-metal-free Cu3P and carbon nanotube (CNT), the binary Cu3P-CNT cocatalysts show high-efficiency photocatalytic H2 evolution in Eosin Y (EY)-containing semiconductor-free photocatalytic systems. The maximum visible-light H2-generation rate for promising EY-Cu3P-CNT systems was 17.22 mmol g–1 h–1. The highest apparent quantum efficiency (AQE) could reach 10.23% at 500 nm. More importantly, we found that the separation of photogenerated electrons and holes in the Eosin Y, the efficiency of electron transfer from EY to the active edge sites of Cu3P, and the electrocatalytic H2-evolution activity of Cu3P could be simultaneously boosted via readily adding the conductive CNT, thus achieving the significantly improved photocatalytic H2 evolution. This work provides a simple and facile strategy to design highly efficient semiconductor-free photocatalytic proton-reduction systems using high-activity transition metal phosphides and inexpensive carbon nanomaterials.
中文翻译：
碳纳米管负载的铜3数p作为高效率和低成本的助催化剂特殊半导体-免费光催化^ h 2进化
在可持续的光催化制氢领域中，开发廉价且高效的制氢助催化剂来替代贵金属Pt仍然是一个巨大的挑战。本文中，我们报告了通过对Cu（OH）2 -CNT进行直接的直接磷酸化来开发一种高效的二元无贵金属的Cu 3 P-CNT H 2演化助催化剂。令人印象深刻的是，结合了无贵金属Cu 3 P和碳纳米管（CNT）的优势，二元Cu 3 P-CNT助催化剂在含曙红Y（EY）的无半导体光催化体系中显示出高效的光催化H 2析出。 。最大可见光H 2有前途的EY-Cu 3 P-CNT系统的生成速率为17.22 mmol g –1 h –1。在500 nm处，最高表观量子效率（AQE）可以达到10.23％。更重要的是，我们发现，光生电子和空穴在曙红Y的分离，从EY电子转移到Cu的活性位点边缘的效率3 P，与电催化ħ 2的Cu -evolution活性3 P可以是同时通过容易添加导电CNT来增强，从而实现显着改善的光催化H 2进化。这项工作提供了一种简单而又容易的策略，以使用高效的过渡金属磷化物和廉价的碳纳米材料来设计高效的无半导体光催化质子还原系统。
更新日期：2018-12-26
中文翻译：
碳纳米管负载的铜3数p作为高效率和低成本的助催化剂特殊半导体-免费光催化^ h 2进化
在可持续的光催化制氢领域中，开发廉价且高效的制氢助催化剂来替代贵金属Pt仍然是一个巨大的挑战。本文中，我们报告了通过对Cu（OH）2 -CNT进行直接的直接磷酸化来开发一种高效的二元无贵金属的Cu 3 P-CNT H 2演化助催化剂。令人印象深刻的是，结合了无贵金属Cu 3 P和碳纳米管（CNT）的优势，二元Cu 3 P-CNT助催化剂在含曙红Y（EY）的无半导体光催化体系中显示出高效的光催化H 2析出。 。最大可见光H 2有前途的EY-Cu 3 P-CNT系统的生成速率为17.22 mmol g –1 h –1。在500 nm处，最高表观量子效率（AQE）可以达到10.23％。更重要的是，我们发现，光生电子和空穴在曙红Y的分离，从EY电子转移到Cu的活性位点边缘的效率3 P，与电催化ħ 2的Cu -evolution活性3 P可以是同时通过容易添加导电CNT来增强，从而实现显着改善的光催化H 2进化。这项工作提供了一种简单而又容易的策略，以使用高效的过渡金属磷化物和廉价的碳纳米材料来设计高效的无半导体光催化质子还原系统。
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