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利用Cu2WS4助催化剂实现供体-π-受体染料敏化光电化学与光催化析氢反应

DOI：10.1016/j.ijhydene.2018.11.161 期刊：International Journal of Hydrogen Energy 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 采用无金属给体-受体（D-A）和给体-π-受体（D-π-A）染料（分别简写为MC-32和MC-048）敏化的TiO2作为光催化剂（有无Cu2WS4助催化剂），研究了光电化学与光催化析氢反应（HER）。该助催化剂通过低成本简便的热注入法合成，在可见光照射下进行测试。根据这些染料的结构、光学及电化学特性阐明了其光活性。添加Cu2WS4助催化剂（染料/TiO2/Cu2WS4）后光催化活性略有提升。该催化活性也与贵金属Pt（染料/TiO2/Pt）进行了对比。研究发现：使用MC-32/TiO2、MC-32/TiO2/Cu2WS4、MC-32/TiO2/Pt、MC-048/TiO2、MC-048/TiO2/Cu2WS4和MC-048/TiO2/Pt时，析氢速率分别为121 mmol·g-1·h-1、179 mmol·g-1·h-1、348 mmol·g-1·h-1、212 mmol·g-1·h-1、422 mmol·g-1·h-1和1139 mmol·g-1·h-1。
作者： Imren Hatay Patir，Adem Sarilmaz，Mumin Can，Mustafa Can，Faruk Ozel，Emre Aslan，Gizem Yanalak，Merve Karaman
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究在可见光照射下，使用无金属给体-受体（D-A）和给体-π-受体（D-π-A）染料敏化的TiO2（有无Cu2WS4助催化剂）进行光电化学及光催化析氢反应（HER）。

研究成果

研究表明，MC-048和MC-32染料（尤其是与Cu2WS4助催化剂联用时）展现出具有竞争力的光催化产氢性能。MC-048中EDOT基团的引入增强了分子内电荷转移与光吸收能力，从而提高了光催化活性。该研究为利用敏化剂/TiO2/合金金属硫化物复合光催化体系实现太阳能向氢能转化提供了新途径。

研究不足

该研究聚焦于可见光照射下特定染料与助催化剂的使用，添加Cu2WS4助催化剂后光催化活性略有提升。与贵金属铂对比表明催化效率仍有改进空间。

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